JP7074131B2 - Vinyl sulfone compound, electrolytic solution for lithium ion battery and lithium ion battery - Google Patents

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Description

本発明は、ビニルスルホン化合物、リチウムイオン電池用電解液及びリチウムイオン電池に関し、特に、非水系溶媒中で長期保存した際の保存安定性に優れ、また、リチウムイオン電池に用いた際に、高温保存試験後の容量の低下を改善し、寿命に関わるサイクル特性や初期充放電効率の向上することができるビニルスルホン化合物等に関する。 The present invention relates to a vinyl sulfone compound, an electrolytic solution for a lithium ion battery, and a lithium ion battery, and is particularly excellent in storage stability when stored for a long period of time in a non-aqueous solvent, and when used in a lithium ion battery, the temperature is high. The present invention relates to a vinyl sulfone compound or the like, which can improve the decrease in capacity after a storage test and improve the cycle characteristics related to the life and the initial charge / discharge efficiency.

近年、省エネルギー化への要望は特に高まってきており、蓄電に関する技術も重要なものとなってきている。蓄電に用いられる電池としては、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、及びニッケル水素電池等が知られている。そして、当該電池の中でも、リチウムイオン電池は、エネルギー密度の高さや単位容量あたりのコストが低いことから、車載用途や携帯電話用の電源等の様々な用途に使用されている。 In recent years, the demand for energy saving has been particularly increasing, and the technology related to electricity storage has become important. As the battery used for power storage, a lithium ion battery, a sodium ion battery, a nickel hydrogen battery and the like are known. Among the batteries, the lithium ion battery is used for various purposes such as in-vehicle use and power supply for mobile phones because of its high energy density and low cost per unit capacity.

リチウムイオン電池は、上記の用途以外にも今後様々な用途に使用されると考えられている。例えば、スマートグラス、スマートウォッチや有機EL照明等の、ウェアラブル又はフレキシブルなエレクトロニクスの電源としての用途や高温環境下での用途が期待されており、さらなる安全性の確保が求められている。 Lithium-ion batteries are expected to be used for various purposes in the future in addition to the above-mentioned applications. For example, it is expected to be used as a power source for wearable or flexible electronics such as smart glasses, smart watches and organic EL lighting, and to be used in a high temperature environment, and further ensuring safety is required.

リチウムイオン電池としては、例えば、正極、負極、セパレータ、及びリチウム塩を含む非水系電解液等から構成された電解液系のリチウムイオン電池が知られている。
また、非水系電解液の電解質を使用せずに、固体材料から形成された電解質によって構成した、いわゆる全固体リチウムイオン電池も知られている。
このような固体状の電解質を用いたリチウムイオン電池として、電解質にヒドロキシ基(OH基)を有するビニルスルホン化合物(下記に示す構造を有する比較化合物1)を含有させることにより、イオン電導性が高く、液漏れがなく、かつ、低温での放電特性に優れた二次電池とする技術が開示されている(例えば、特許文献1~3参照。)。
As the lithium ion battery, for example, an electrolytic solution-based lithium ion battery composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, a non-aqueous electrolytic solution containing a lithium salt, and the like is known.
Further, a so-called all-solid-state lithium-ion battery, which is composed of an electrolyte formed from a solid material without using an electrolyte of a non-aqueous electrolyte solution, is also known.
As a lithium ion battery using such a solid electrolyte, the electrolyte contains a vinyl sulfone compound having a hydroxy group (OH group) (comparative compound 1 having the structure shown below), so that the ion conductivity is high. Disclosed is a technique for making a secondary battery having no liquid leakage and excellent discharge characteristics at a low temperature (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

Figure 0007074131000001
Figure 0007074131000001

しかしながら、上記のヒドロキシ基を有するビニルスルホン化合物は、非水系溶媒中では、長期保存安定性が悪く、溶液状態で長期保存した場合、沈殿物(析出物)発生等の問題があった。また、上記ヒドロキシ基を有するビニルスルホン化合物を用いたリチウムイオン電池では、高温保存試験後の容量の低下、すなわち、寿命が問題となっていた。 However, the above-mentioned vinyl sulfone compound having a hydroxy group has poor long-term storage stability in a non-aqueous solvent, and when stored in a solution state for a long period of time, there is a problem such as generation of a precipitate (precipitate). Further, in the lithium ion battery using the vinyl sulfone compound having a hydroxy group, the decrease in capacity after the high temperature storage test, that is, the life is a problem.

特開2000-17076号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-17706 特開2000-21446号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-21446 特開2002-190323号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-190323

本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、非水系溶媒中で長期保存した際の保存安定性に優れ、また、リチウムイオン電池に用いた際に、高温保存試験後の容量の低下を改善し、寿命に関わるサイクル特性や初期充放電効率の向上を図ることができるビニルスルホン化合物を提供することである。さらに、リチウムイオン電池用電解液及びリチウムイオン電池を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems and situations, and the problem to be solved thereof is excellent storage stability when stored for a long period of time in a non-aqueous solvent, and when used in a lithium ion battery, the temperature is high. It is an object of the present invention to provide a vinyl sulfone compound capable of improving the decrease in capacity after a storage test and improving the cycle characteristics related to the life and the initial charge / discharge efficiency. Further, the present invention provides an electrolytic solution for a lithium ion battery and a lithium ion battery.

本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等に検討する過程において、上記のヒドロキシ基を有するビニルスルホン化合物(比較化合物1)において、ヒドロキシ基を特定の置換基、特に炭素数4以下のアシル基に代えることにより、負極又は正極表面での相互作用や膜形成に優位に働くことで非水系溶媒中における長期保存安定性に優れ、また、高温保存試験後におけるリチウムイオン電池の容量の低下を改善、さらにはサイクル特性、また、初期充放電効率が向上することを見いだし本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
In the process of investigating the cause of the above problem in order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has added the hydroxy group to a specific substituent, particularly the number of carbon atoms, in the above-mentioned vinyl sulfone compound having a hydroxy group (comparative compound 1). By substituting an acyl group of 4 or less, it has an excellent long-term storage stability in a non-aqueous solvent by predominantly acting on the interaction and film formation on the surface of the negative electrode or the positive electrode, and the lithium ion battery after the high temperature storage test. We have found that the decrease in capacity is improved, the cycle characteristics are improved, and the initial charge / discharge efficiency is improved, and the present invention has been made.
That is, the above-mentioned problem according to the present invention is solved by the following means.

1.下記一般式(I)で表される構造又は下記一般式(IV)で表される構造を有するビニルスルホン化合物。

Figure 0007074131000002
[一般式(I)において、Aは、シクロヘキサン環、ベンゼン環、ピリジン環又はフラン環を表す。Rは、下記一般式(II)又は下記一般式(III)を表す。]
Figure 0007074131000003
[一般式(II)において、Rは、水素原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子若しくはアルキル基で置換されていてもよい、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基又は-NRを表す。R及びRは、アルキル基又はアリール基を表す。-*は、酸素原子との結合を表す。
一般式(III)において、Rは、アルケニル基、アルキニル基、ハロゲン原子で置換
されていてもよい、アルキル基若しくはシクロアルキル基、ハロゲン原子若しくはアルキル基で置換されていてもよい、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基又は-NRを表す。R及びRは、アルキル基又はアリール基を表す。-*は、酸素原子との結合を表す。]
Figure 0007074131000004
[一般式(IV)において、R は、水素原子、アルキル基、ビニルスルホニル基を有するアルキル基、又は、ハロゲン原子を有するアルキル基を表す。R は、前記一般式(I)におけるR と同義である。] 1. 1. A vinyl sulfone compound having a structure represented by the following general formula (I) or a structure represented by the following general formula (IV) .
Figure 0007074131000002
[In the general formula (I), A represents a cyclohexane ring, a benzene ring, a pyridine ring or a furan ring . R 1 represents the following general formula (II) or the following general formula (III). ]
Figure 0007074131000003
[In the general formula (II), R 2 may be substituted with a hydrogen atom or a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom or an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group. , Aryloxy group or -NR 4 R 5 . R 4 and R 5 represent an alkyl group or an aryl group. -* Represents a bond with an oxygen atom.
In the general formula (III), R 3 may be substituted with an alkenyl group, an alkynyl group, a halogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group, a halogen atom or an alkyl group, an aryl group, Represents an alkoxy group, an aryloxy group or -NR 4 R 5 . R 4 and R 5 represent an alkyl group or an aryl group. -* Represents a bond with an oxygen atom. ]
Figure 0007074131000004
[In the general formula (IV), R 6 represents an alkyl group having a hydrogen atom, an alkyl group, a vinylsulfonyl group, or an alkyl group having a halogen atom. R 1 is synonymous with R 1 in the general formula (I) . ]

.前記一般式(IV)で表される構造を有する化合物のRが、水素原子である第項に記載のビニルスルホン化合物。 2 . The vinyl sulfone compound according to Item 1 , wherein R6 of the compound having a structure represented by the general formula (IV) is a hydrogen atom.

.前記一般式(I)において、Rが、前記一般式(II)で表され、
前記一般式(II)において、Rが、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のフッ化アルキル基を表す第1項又は項に記載のビニルスルホン化合物。
3 . In the general formula (I), R 1 is represented by the general formula (II).
The vinyl sulfone compound according to Item 1 or 2 , wherein in the general formula (II), R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

.前記一般式(I)において、Rが、前記一般式(II)で表され、
前記一般式(II)において、Rが、炭素数1~3のアルキル基である第1項から第項までのいずれか一項に記載のビニルスルホン化合物。
4 . In the general formula (I), R 1 is represented by the general formula (II).
The vinyl sulfone compound according to any one of Items 1 to 3 , wherein R 2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in the general formula (II).

.前記一般式(I)において、Rが、一般式(III)で表され、
前記一般式(III)において、Rが、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のフッ化アルキル基を表す第1項又は2項に記載のビニルスルホン化合物。
5 . In the general formula (I), R 1 is represented by the general formula (III).
The vinyl sulfone compound according to Item 1 or 2, wherein in the general formula (III), R 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

.前記一般式(I)で表される構造を有する化合物が、リチウムイオン電池用電解液に添加される材料である第1項から第項までのいずれか一項に記載のビニルスルホン化合物。 6 . The vinyl sulfone compound according to any one of items 1 to 5 , wherein the compound having the structure represented by the general formula (I) is a material added to the electrolytic solution for a lithium ion battery.

.第1項から第項までのいずれか一項に記載のビニルスルホン化合物を含有するリチウムイオン電池用電解液。 7 . An electrolytic solution for a lithium ion battery containing the vinyl sulfone compound according to any one of items 1 to 6 .

.鎖状カーボネート、環状カーボネートのカーボネートを少なくとも1種以上含有する第項に記載のリチウムイオン電池用電解液。 8 . Item 6. The electrolytic solution for a lithium ion battery according to Item 7 , which contains at least one of a chain carbonate and a cyclic carbonate carbonate.

.前記ビニルスルホン化合物の含有量が、電解液全量に対し0.01~5.0質量%の範囲内である第7項又は第項に記載のリチウムイオン電池用電解液。 9 . Item 6. The electrolytic solution for a lithium ion battery according to Item 7 , wherein the content of the vinyl sulfone compound is in the range of 0.01 to 5.0% by mass with respect to the total amount of the electrolytic solution.

10.第1項から第項までのいずれか一項に記載のビニルスルホン化合物を電解液に含有するリチウムイオン電池。 10 . A lithium ion battery containing the vinyl sulfone compound according to any one of items 1 to 6 in an electrolytic solution.

11.炭素質材料である天然黒鉛又は人造黒鉛を含む活物質からなる負極を有する第10項に記載のリチウムイオン電池。 11 . Item 6. The lithium ion battery according to Item 10 , which has a negative electrode made of an active material containing natural graphite or artificial graphite which is a carbonaceous material.

12.Si原子、Sn原子及びPb原子よりなる群から選ばれる少なくとも1種の原子を含有する炭素質材料活物質からなる負極を有する第10項又は第11項に記載のリチウムイオン電池。 12 . The lithium ion battery according to claim 10 or 11 , wherein the lithium ion battery has a negative electrode made of a carbonaceous material active material containing at least one atom selected from the group consisting of Si atom, Sn atom and Pb atom.

13.Si原子を含有する炭素質材料活物質からなる負極を有する第12項に記載のリチウムイオン電池。 13 . Item 2. The lithium ion battery according to Item 12 , which has a negative electrode made of a carbonaceous material active material containing a Si atom.

14.リチウム遷移金属複合酸化物又はリチウム含有遷移金属リン酸化合物のいずれか1種を含む活物質からなる正極を有する第10項から第13項までのいずれか一項に記載のリチウムイオン電池。 14 . The lithium ion battery according to any one of Items 10 to 13 , which has a positive electrode made of an active material containing any one of a lithium transition metal composite oxide and a lithium-containing transition metal phosphoric acid compound.

15.リチウム遷移金属複合酸化物を含む活物質からなる正極を有する第14項に記載のリチウムイオン電池。 15 . Item 6. The lithium ion battery according to Item 14 , wherein the lithium ion battery has a positive electrode made of an active material containing a lithium transition metal composite oxide.

本発明の上記手段により、非水系溶媒中で長期保存した際の保存安定性に優れ、また、リチウムイオン電池に用いた際に、高温保存試験後の容量の低下を改善し、リチウムイオン電池の寿命に関わるサイクル特性や初期充放電効率の向上を図ることが可能なビニルスルホン化合物を提供することができる。さらに、当該ビニルスルホン化合物を用いたリチウムイオン電池用電解液及びリチウムイオン電池を提供することができる。
本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
上記のヒドロキシ基を有するビニルスルホン化合物(比較化合物1)は、ヒドロキシ基の作用により付加反応による重合を起こしやすく、そのため、非水系溶媒中に当該比較化合物1を含有した場合、ゲル状となり、沈殿物が析出してしまう。
そこで、本発明のように、上記ヒドロキシ基に対して上記一般式(II)又は一般式(III)で表される構造でキャッピング(キャップ形成;保護基形成)し、上記一般式(I)又は一般式(IV)で表される構造とすることにより、付加反応による重合が抑制されると推察される。その結果、非水系溶媒中において、長期保存した際に、沈殿物の析出が発生することなく、保存安定性に優れる。また、上記ヒドロキシ基に対し一般式(II)又は一般式(III)で表される置換基、特に炭素数4以下のアシル基を有することで正極又は負極と相互作用しやすく、形成される膜においても適度に薄く柔軟なため、電極自体の膨張伸縮に追従しやすく、リチウムイオン電池とした場合に、電解液の保存安定性に優れるだけではなく、高温保存試験後の容量の低下を改善することができ、リチウムイオン電池のサイクル特性、初期充放電効率等の電池特性の向上を図ることができる。
By the above means of the present invention, the storage stability is excellent when stored in a non-aqueous solvent for a long period of time, and when used in a lithium ion battery, the decrease in capacity after a high temperature storage test is improved, and the lithium ion battery can be used. It is possible to provide a vinyl sulfone compound capable of improving the cycle characteristics related to the life and the initial charge / discharge efficiency. Further, it is possible to provide an electrolytic solution for a lithium ion battery and a lithium ion battery using the vinyl sulfone compound.
Although the mechanism of expression or mechanism of action of the effect of the present invention has not been clarified, it is inferred as follows.
The above-mentioned vinyl sulfone compound having a hydroxy group (comparative compound 1) is likely to undergo polymerization due to an addition reaction due to the action of the hydroxy group. Therefore, when the comparative compound 1 is contained in a non-aqueous solvent, it becomes gel-like and precipitates. The thing will precipitate.
Therefore, as in the present invention, the hydroxy group is capped (cap formation; protective group formation) with the structure represented by the general formula (II) or the general formula (III), and the general formula (I) or the above general formula (I) or It is presumed that the structure represented by the general formula (IV) suppresses the polymerization due to the addition reaction. As a result, when stored for a long period of time in a non-aqueous solvent, precipitation of precipitates does not occur and the storage stability is excellent. Further, by having a substituent represented by the general formula (II) or the general formula (III) with respect to the hydroxy group, particularly an acyl group having 4 or less carbon atoms, the film easily interacts with the positive electrode or the negative electrode and is formed. Because it is moderately thin and flexible, it easily follows the expansion and contraction of the electrode itself, and when it is used as a lithium-ion battery, it not only has excellent storage stability of the electrolytic solution, but also improves the decrease in capacity after the high-temperature storage test. It is possible to improve the battery characteristics such as the cycle characteristics and the initial charge / discharge efficiency of the lithium ion battery.

本発明のビニルスルホン化合物は、上記一般式(I)で表される構造を有する。この特徴は、各請求項に係る発明に共通又は対応する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、前記一般式(I)で表される構造を有する化合物が、上記一般式(IV)で表される構造を有する化合物であることが、非水溶媒への溶解性及び非水溶媒中での長期保存安定性の点で好ましい。
The vinyl sulfone compound of the present invention has a structure represented by the above general formula (I). This feature is a technical feature common to or corresponding to the invention according to each claim.
In an embodiment of the present invention, the compound having the structure represented by the general formula (I) is soluble in a non-aqueous solvent so that the compound has the structure represented by the general formula (IV). And, it is preferable in terms of long-term storage stability in a non-aqueous solvent.

また、前記一般式(I)において、Rが、前記一般式(II)で表され、前記一般式(II)において、Rが、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のフッ化アルキル基を表すことが、非水溶媒への溶解性及び非水溶媒中での長期保存安定性の点で好ましく、また、フッ化アルキル基の場合は更にリチウムイオン電池の安全性(不燃性)の点で好ましい。
また、前記一般式(I)において、Rが、一般式(III)で表され、前記一般式(III)において、Rが、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のフッ化アルキル基を表すことが、非水溶媒への溶解性及び非水溶媒中での長期保存安定性の点で好ましく、また、フッ化アルキル基の場合は、更にリチウムイオン電池の安全性(不燃性)の点で好ましい。
Further, in the general formula (I), R 1 is represented by the general formula (II), and in the general formula (II), R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or 1 to 6 carbon atoms. It is preferable to represent the alkyl fluoride group of the above in terms of solubility in a non-aqueous solvent and long-term storage stability in a non-aqueous solvent, and in the case of an alkyl fluoride group, the safety of the lithium ion battery ( Nonflammable) is preferable.
Further, in the general formula (I), R 1 is represented by the general formula (III), and in the general formula (III), R 3 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Representing an alkyl fluoride group is preferable in terms of solubility in a non-aqueous solvent and long-term storage stability in a non-aqueous solvent, and in the case of an alkyl fluoride group, the safety of the lithium ion battery ( Nonflammable) is preferable.

また、前記一般式(I)で表される構造を有する化合物が、リチウムイオン電池用電解液に添加される材料であることが、リチウムイオン電池用電解液の長期保存安定性に優れ、リチウムイオン電池に用いた際に、リチウムイオン電池の高温保存試験後の容量の低下を改善することができる点で好ましい。 Further, the fact that the compound having the structure represented by the general formula (I) is a material added to the electrolytic solution for a lithium ion battery is excellent in long-term storage stability of the electrolytic solution for a lithium ion battery, and lithium ions. When used in a battery, it is preferable in that it can improve the decrease in capacity of the lithium ion battery after the high temperature storage test.

本発明のビニルスルホン化合物は、リチウムイオン電池用電解液又はリチウムイオン電池に好適に用いられる。 The vinyl sulfone compound of the present invention is suitably used for an electrolytic solution for a lithium ion battery or a lithium ion battery.

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「~」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。 Hereinafter, the present invention, its constituent elements, and modes and embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used in the sense that the numerical values described before and after it are included as the lower limit value and the upper limit value.

[ビニルスルホン化合物]
本発明のビニルスルホン化合物は、下記一般式(I)で表される構造を有する。

Figure 0007074131000005
[Vinyl sulfone compound]
The vinyl sulfone compound of the present invention has a structure represented by the following general formula (I).
Figure 0007074131000005

一般式(I)において、Aは、置換基を有していてもよい3価の、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基又は複素芳香族炭化水素基を表す。
は、下記一般式(II)又は下記一般式(III)を表す。
In the general formula (I), A represents a trivalent aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group or a heteroaromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
R 1 represents the following general formula (II) or the following general formula (III).

Figure 0007074131000006
Figure 0007074131000006

一般式(II)において、Rは、水素原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子若しくはアルキル基で置換されていてもよい、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基又は-NRを表す。In the general formula (II), R 2 may be substituted with a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom or an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, and the like. Represents an aryloxy group or -NR 4 R 5 .

一般式(III)において、Rは、アルケニル基、アルキニル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい、アルキル基若しくはシクロアルキル基、ハロゲン原子若しくはアルキル基で置換されていてもよい、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基又は-NRを表す。In the general formula (III), R 3 may be substituted with an alkenyl group, an alkynyl group, a halogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group, a halogen atom or an alkyl group, an aryl group, Represents an alkoxy group, an aryloxy group or -NR 4 R 5 .

一般式(II)及び一般式(III)におけるR及びRは、アルキル基又はアリール基
を表す。-*は、酸素原子との結合を表す。
R4 and R5 in the general formula ( II) and the general formula (III) represent an alkyl group or an aryl group. -* Represents a bond with an oxygen atom.

以下において、前記一般式(I)~(III)についてより具体的に説明をする。
前記一般式(I)において、Aで表される3価の脂肪族炭化水素基としては、非環式若しくは環式の炭素数が3以上のアルカン、アルケン及びアルキン(例えば、プロパン、プロピレン、プロピン、ブタン、ブテン、ブタジエン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ヘキセン、ヘキシン等)から導出される3価の基が挙げられる。これらのうちでは、炭素数が3~6のアルカンから導出される3価の基が好ましい。
Hereinafter, the general formulas (I) to (III) will be described in more detail.
In the general formula (I), the trivalent aliphatic hydrocarbon group represented by A includes acyclic or cyclic alkanes, alkenes and alkynes having 3 or more carbon atoms (for example, propane, propylene and propyne). , Butane, butane, butadiene, pentane, hexane, heptane, cyclohexane, hexene, hexin, etc.). Of these, a trivalent group derived from an alkane having 3 to 6 carbon atoms is preferable.

3価の芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン環、ビフェニル、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o-ターフェニル環、m-ターフェニル環、p-ターフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、インデン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環、テトラリン等から導出される3価の基が挙げられる。これらのうちでは、ベンゼン環から導出される3価の基が好ましい。 Examples of the trivalent aromatic hydrocarbon group include a benzene ring, a biphenyl, a naphthalene ring, an azulene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a pyrene ring, a chrysen ring, a naphthalene ring, a triphenylene ring, an o-terphenyl ring, and m-. Turphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaften ring, coronene ring, inden ring, fluorene ring, fluorentrene ring, naphthalene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphene ring, picene ring, pyrene ring, pyranthrene ring, anthra entre Examples thereof include trivalent groups derived from benzene rings, tetralins and the like. Of these, trivalent groups derived from the benzene ring are preferred.

3価の芳香族複素環基としては、例えば、フラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ジベンゾチオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環等から導出される3価の基が挙げられる。これらのうちでは、ピリジン環から導出される3価の基が好ましい。 Examples of the trivalent aromatic heterocyclic group include a furan ring, a dibenzofuran ring, a thiophene ring, a dibenzothiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, and a benzoimidazole ring. , Oxazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, indazole ring, benzoimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxalin ring, quinazoline ring, cinnoline ring, quinoline ring, isoquinoline ring. , A trivalent group derived from a phthalazine ring, a naphthylidine ring, a carbazole ring, a carbazole ring, a diazacarbazole ring and the like. Of these, a trivalent group derived from the pyridine ring is preferred.

は、前記一般式(II)又は前記一般式(III)を表す。
前記一般式(II)におけるRについては、アルキル基としては、炭素数1~15、特に炭素数1~6のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などが挙げられるが、更に好ましくは、メチル基、エチル基、t-ブチル基である。シクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が好ましい。
アリール基としては、上記一般式(I)中、Aで表される芳香族炭化水素基と同様の基が挙げられるが、ベンゼン環基(フェニル基)が好ましい。
アルコキシ基としては、炭素数1~6のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、t-ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基などが挙げられるが、更に好ましくはメトキシ基、及びエトキシ基である。
アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等が挙げられる。-NRにおけるR及びRとしては、前記一般式(II)におけるRで表されるアルキル基及びアリール基と同様の基が挙げられるが、炭素数が1~6のアルキル基が好ましく、更に好ましくは、メチル基、エチル基である。なお、RとRは窒素原子とともに互いに連結し環を形成しても良い。
置換基としての、ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、及びフッ素原子が挙げられる。これらのうち、フッ素原子が好ましい。
R 1 represents the general formula (II) or the general formula (III).
Regarding R 2 in the general formula (II), the alkyl group preferably has 1 to 15 carbon atoms, particularly 1 to 6 carbon atoms, and is, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, or butyl. Examples thereof include a group, a t-butyl group, a pentyl group, a hexyl group and the like, but more preferably, a methyl group, an ethyl group and a t-butyl group. As the cycloalkyl group, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group are preferable.
Examples of the aryl group include groups similar to the aromatic hydrocarbon group represented by A in the above general formula (I), but a benzene ring group (phenyl group) is preferable.
The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a t-butoxy group, a pentyloxy group and a hexyloxy group, but more preferable. Is a methoxy group and an ethoxy group.
Examples of the aryloxy group include a phenoxy group and a naphthyloxy group. Examples of R 4 and R 5 in −NR 4 R 5 include an alkyl group represented by R 2 in the general formula (II) and a group similar to the aryl group, but the alkyl group has 1 to 6 carbon atoms. Is preferable, and more preferably, it is a methyl group or an ethyl group. In addition, R 4 and R 5 may be connected to each other together with a nitrogen atom to form a ring.
Examples of the halogen atom as a substituent include a chlorine atom, a bromine atom, and a fluorine atom. Of these, a fluorine atom is preferable.

前記一般式(III)におけるRについては、アルケニル基としては、ビニル基、アリル基等が好ましい例として挙げられる。
アルキニル基としては、エチニル基が好ましい例として挙げられる。
なお、一般式(III)におけるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキ
シ基、アリールオキシ基、-NR及びハロゲン原子については、上記一般式(II)の場合と、同じ具体例を挙げることができる。
Regarding R3 in the general formula ( III ), a vinyl group, an allyl group and the like are preferable examples of the alkenyl group.
As the alkynyl group, an ethynyl group is given as a preferable example.
Regarding the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, alkoxy group, aryloxy group, -NR 4 R5 and halogen atom in the general formula ( III), the same specific examples as in the case of the above general formula (II) are used. Can be mentioned.

また、前記一般式(I)で表される構造を有する化合物が、下記一般式(IV)で表される構造を有する化合物であることが好ましい。 Further, it is preferable that the compound having the structure represented by the general formula (I) is a compound having the structure represented by the following general formula (IV).

Figure 0007074131000007
Figure 0007074131000007

一般式(IV)において、Rは、水素原子、ハロゲン原子若しくは置換基を有しても良い、アルキル基、アリール基又はアルコキシ基を表す。好ましくは、水素原子又はアルキル基を表し、より好ましくは、水素原子を表す。
また、一般式(IV)において、Rは、前記一般式(I)におけるRと同義である。
In the general formula (IV), R 6 represents an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group which may have a hydrogen atom, a halogen atom or a substituent. It preferably represents a hydrogen atom or an alkyl group, and more preferably represents a hydrogen atom.
Further, in the general formula (IV), R 1 is synonymous with R 1 in the general formula (I).

本発明においては、前記一般式(I)において、Rが、前記一般式(II)で表され、前記一般式(II)において、Rが、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のフッ化アルキル基を表すことが好ましく、炭素数1~3のアルキル基がより好ましい。
また、前記一般式(I)において、Rが、一般式(III)で表され、前記一般式(III)において、Rが、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のフッ化アルキル基を表すことが好ましい。
In the present invention, in the general formula (I), R 1 is represented by the general formula (II), and in the general formula (II), R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or the number of carbon atoms. It is preferable to represent an alkyl fluoride group of 1 to 6, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is more preferable.
Further, in the general formula (I), R 1 is represented by the general formula (III), and in the general formula (III), R 3 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. It preferably represents an alkyl fluoride group.

<一般式(I)で表される構造を有する例示化合物>
上記一般式(I)で表される構造を有する例示化合物を以下に示す。これらの例示化合物は一例であって、本発明はこれらに限定されるものではない。

Figure 0007074131000008
<Exemplary compound having a structure represented by the general formula (I)>
An exemplary compound having the structure represented by the general formula (I) is shown below. These exemplary compounds are examples, and the present invention is not limited thereto.
Figure 0007074131000008

Figure 0007074131000009
Figure 0007074131000009

Figure 0007074131000010
Figure 0007074131000010

Figure 0007074131000011
Figure 0007074131000011

<一般式(I)で表される構造を有する化合物の合成例>
(アセチル化)

Figure 0007074131000012
1,3-bis(vinylsulfonyl)propan-2-ol 20g(0.083mol)、アセトニトリル50mLを窒素雰囲気下40℃で撹拌を行った。原料が溶けたのを確認し、塩化アセチル46g(0.6mol)を少量ずつ滴下した。4時間撹拌後、 水20mLを加え30分撹拌した。この反応液にジクロロメタン20mLで2回抽出し、減圧濃縮を行った。これにアセトニトリル100mLを加え60℃で熱し溶解させた。この溶液に活性炭0.2gを加え20分撹拌し、熱ろ過を行った。ろ液を10℃で一晩静置し、析出した結晶を冷アセトニトリル20mLで2回洗浄して、収量13g(収率51%)のアセチル体(例示化合物1)を得た。
H-NMR (400 MHz, DMSO-D6) δ 6.93 (dd, J = 16.5, 10.1 Hz, 2H), 6.17-6.28 (m,4H), 5.48-5.54 (m, 1H), 3.66 (q, J = 7.8 Hz, 2H), 3.56 (dd, J = 15.1, 3.7 Hz, 2H), 1.92 (s, 3H)<Synthesis example of a compound having a structure represented by the general formula (I)>
(Acetylation)
Figure 0007074131000012
20 g (0.083 mol) of 1,3-bis (vinylsulfonyl) propan-2-ol and 50 mL of acetonitrile were stirred at 40 ° C. under a nitrogen atmosphere. After confirming that the raw material had melted, 46 g (0.6 mol) of acetyl chloride was added dropwise little by little. After stirring for 4 hours, 20 mL of water was added and the mixture was stirred for 30 minutes. The reaction mixture was extracted twice with 20 mL of dichloromethane and concentrated under reduced pressure. To this was added 100 mL of acetonitrile and heated at 60 ° C. to dissolve it. 0.2 g of activated carbon was added to this solution, the mixture was stirred for 20 minutes, and heat filtration was performed. The filtrate was allowed to stand at 10 ° C. overnight, and the precipitated crystals were washed twice with 20 mL of cold acetonitrile to obtain an acetyl compound (exemplified compound 1) having a yield of 13 g (yield 51%).
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-D6) δ 6.93 (dd, J = 16.5, 10.1 Hz, 2H), 6.17-6.28 (m, 4H), 5.48-5.54 (m, 1H), 3.66 (q, J) = 7.8 Hz, 2H), 3.56 (dd, J = 15.1, 3.7 Hz, 2H), 1.92 (s, 3H)

(ベンゾイル化)

Figure 0007074131000013
1,3-bis(vinylsulfonyl)propan-2-ol、20g(0.083mol)、ピリジン9.8g(0.12mol)、アセトニトリル(60mL)を窒素雰囲気下5℃で撹拌を行った。この混合物に塩化ベンゾイル18g(0.12mol)を少量ずつ加え、滴下後、ゆっくりと室温に戻していった。30時間撹拌後、原料が残っていたので、ピリジン1.3g(0.016mol)、塩化ベンゾイル2.3g(0.017mol)加え、6時間撹拌行い、この反応液に水20mLを加え30分撹拌した。酢酸エチル20mLで2回抽出を行い、減圧濃縮した。これを再結晶(酢酸エチル/メタノール=1/9)で精製し、収量10g(収率35%)のベンゾイル体(例示化合物5)を得た。
H-NMR (400 MHz, DMSO-D6) δ 7.91 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.65 (t, J = 7.1 Hz, 1H), 7.51 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 6.96 (dd, J = 16.5, 10.1 Hz, 2H), 6.13-6.19 (m, 4H),
5.75-5.81 (m, 1H), 3.86 (q, J = 7.8 Hz, 2H), 3.71 (dd, J = 15.1, 3.7 Hz, 2H)(Benzoylation)
Figure 0007074131000013
1,3-bis (vinylsulfonyl) propan-2-ol, 20 g (0.083 mol), pyridine 9.8 g (0.12 mol) and acetonitrile (60 mL) were stirred at 5 ° C. under a nitrogen atmosphere. 18 g (0.12 mol) of benzoyl chloride was added little by little to this mixture, and the mixture was added dropwise and slowly returned to room temperature. After stirring for 30 hours, the raw materials remained, so 1.3 g (0.016 mol) of pyridine and 2.3 g (0.017 mol) of benzoyl chloride were added, and the mixture was stirred for 6 hours. To this reaction solution, 20 mL of water was added and the mixture was stirred for 30 minutes. did. Extraction was performed twice with 20 mL of ethyl acetate, and the mixture was concentrated under reduced pressure. This was purified by recrystallization (ethyl acetate / methanol = 1/9) to obtain a benzoyl compound (exemplified compound 5) having a yield of 10 g (yield 35%).
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-D6) δ 7.91 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.65 (t, J = 7.1 Hz, 1H), 7.51 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 6.96 (dd, J = 16.5, 10.1 Hz, 2H), 6.13-6.19 (m, 4H),
5.75-5.81 (m, 1H), 3.86 (q, J = 7.8 Hz, 2H), 3.71 (dd, J = 15.1, 3.7 Hz, 2H)

[リチウムイオン電池用電解液]
本発明のリチウムイオン電池用電解液(以下、「非水系電解液」又は「電解液」ともいう。)は、上記一般式(I)で表される構造を有するビニルスルホン化合物を含有することを特徴とする。
本発明の非水系電解液は、非水系溶媒に電解質としてリチウム塩と、上記ビニルスルホン化合物と、必要に応じてその他の化合物を溶解させた非水系電解液である。さらに、該非水系電解液に、有機高分子化合物等を添加することにより、ゲル状、ゴム状又は固体シート状にしたものとしてもよい。
[Electrolytic solution for lithium-ion batteries]
The electrolytic solution for a lithium ion battery of the present invention (hereinafter, also referred to as "non-aqueous electrolytic solution" or "electrolyzed solution") contains a vinyl sulfone compound having a structure represented by the above general formula (I). It is a feature.
The non-aqueous electrolyte solution of the present invention is a non-aqueous electrolyte solution in which a lithium salt as an electrolyte, the vinyl sulfone compound, and other compounds, if necessary, are dissolved in the non-aqueous solvent. Further, the non-aqueous electrolytic solution may be made into a gel-like, rubber-like or solid sheet by adding an organic polymer compound or the like.

本発明の非水系電解液に含有される上記ビニルスルホン化合物は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
本発明の非水系電解液に含有される上記ビニルスルホン化合物の含有量は、電解液全体に対して0.01~5.0質量%の範囲内であることが好ましく、0.1~2.0質量%の範囲内であることがさらに好ましい。0.1~2.0質量%の範囲内であると、リチウムイオン電池の高温保存試験後の容量の低下を有効に改善することが可能となる。
The vinyl sulfone compound contained in the non-aqueous electrolytic solution of the present invention may be used alone or in combination of two or more.
The content of the vinyl sulfone compound contained in the non-aqueous electrolytic solution of the present invention is preferably in the range of 0.01 to 5.0% by mass, and 0.1 to 2. It is more preferably in the range of 0% by mass. When it is in the range of 0.1 to 2.0% by mass, it is possible to effectively improve the decrease in capacity of the lithium ion battery after the high temperature storage test.

本発明の非水系電解液に使用される非水系溶媒は、特に限定されず、公知の非水系溶媒を用いることができる。
例えば、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート類;1,2-ジメトキシエタン等の鎖状エーテル類;テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、スルホラン、1,3-ジオキソラン等の環状エーテル類;ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等の鎖状エステル類;γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等の環状エステル類などが挙げられる。
The non-aqueous solvent used in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is not particularly limited, and known non-aqueous solvents can be used.
For example, chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate and ethylmethyl carbonate; cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate and butylene carbonate; chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane; tetrahydrofuran and 2-methyl. Cyclic ethers such as tetrahydrofuran, sulfolane and 1,3-dioxolane; chain esters such as methyl formate, methyl acetate and methyl propionate; cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone.

非水系溶媒は、単独でも、2種以上を併用してもよい。混合溶媒の場合は、環状カーボネートと鎖状カーボネートを含む混合溶媒の組み合わせが導電性と粘度のバランスから好ましく、環状カーボネートが、エチレンカーボネートであることが好ましい。 The non-aqueous solvent may be used alone or in combination of two or more. In the case of a mixed solvent, a combination of a mixed solvent containing a cyclic carbonate and a chain carbonate is preferable from the viewpoint of the balance between conductivity and viscosity, and the cyclic carbonate is preferably ethylene carbonate.

本発明の非水系電解液に使用されるリチウム塩も特に制限されず、公知のリチウム塩を用いることができる。
例えば、LiCl、LiBrなどのハロゲン化物;LiClO、LiBrO、LiClOなどの過ハロゲン酸塩;LiPF、LiBF、LiAsFなどの無機フッ化物塩などの無機リチウム塩;LiCFSO、LiCSOなどのパーフルオロアルカンスルホン酸塩;Liトリフルオロメタンスルフォニルイミド((CFSONLi)などのパーフルオロアルカンスルホン酸イミド塩などの含フッ素有機リチウム塩などが挙げられる。中でも、LiClO、LiPF、LiBFが好ましい。
The lithium salt used in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is not particularly limited, and known lithium salts can be used.
For example, halides such as LiCl, LiBr; perhalogenates such as LiClO 4 , LiBrO 4 , LiClO 4 ; inorganic lithium salts such as inorganic fluoride salts such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 ; LiCF 3 SO 3 , Perfluoroalcan sulfonates such as LiC 4 F 9 SO 3 ; fluorine-containing organic lithium salts such as perfluoroalkane sulfonic acid imide salts such as Li trifluoromethanesulfonylimide ((CF 3 SO 2 ) 2 NLi) and the like. .. Of these, LiClO 4 , LiPF 6 , and LiBF 4 are preferable.

リチウム塩は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。非水系電解液中におけるリチウム塩の濃度は、0.5~2.0mol/Lの範囲内とすることができる。 The lithium salt may be used alone or in combination of two or more. The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte solution can be in the range of 0.5 to 2.0 mol / L.

上述の非水系電解液に有機高分子化合物を含ませることで、ゲル状、ゴム状、又は固体シート状にして使用する場合、有機高分子化合物の具体例としては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル系高分子化合物;ポリエーテル系高分子化合物の架橋体高分子;ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニルアルコール系高分子化合物;ビニルアルコール系高分子化合物の不溶化物;ポリエピクロルヒドリン;ポリフォスファゼン;ポリシロキサン;ポリビニルピロリドン、ポリビニリデンカーボネート、ポリアクリロニトリルなどのビニル系高分子化合物;ポリ(ω-メトキシオリゴオキシエチレンメタクリレート)、ポリ(ω-メトキシオリゴオキシエチレンメタクリレート-co-メチルメタクリレート)、ポリ(ヘキサフルオロプロピレン-フッ化ビニリデン)等のポリマー共重合体などが挙げられる。 When the above-mentioned non-aqueous electrolyte solution contains an organic polymer compound to form a gel, rubber, or solid sheet, specific examples of the organic polymer compound include polyethylene oxide and polypropylene oxide. Polyether-based polymer compound; Crosslinked polymer of polyether-based polymer compound; Vinyl alcohol-based polymer compound such as polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral; Insoluble material of vinyl alcohol-based polymer compound; Polyepicrolhydrin; Polyphosphazen; Poly Siloxane; Vinyl-based polymer compounds such as polyvinylpyrrolidone, polyvinylidene carbonate, polyacrylonitrile; poly (ω-methoxyoligooxyethylene methacrylate), poly (ω-methoxyoligooxyethylene methacrylate-co-methylmethacrylate), poly (hexafluoro) Examples thereof include polymer copolymers such as propylene-vinylidene fluoride).

本発明の非水系電解液は、さらに被膜形成剤を含有していてもよい。
被膜形成剤の具体例としては、ビニレンカーボネート、ビニルエチルカーボネート、メチルフェニルカーボネートなどのカーボネート化合物;エチレンスルフィド、プロピレンスルフィドなどのアルケンスルフィド;1,3-プロパンスルトン、1,4-ブタンスルトンなどのスルトン化合物;マレイン酸無水物、コハク酸無水物などの酸無水物などが挙げられる。
The non-aqueous electrolytic solution of the present invention may further contain a film-forming agent.
Specific examples of the film-forming agent include carbonate compounds such as vinylene carbonate, vinylethyl carbonate and methylphenyl carbonate; alkene sulfides such as ethylene sulfide and propylene sulfide; and sulton compounds such as 1,3-propane sulton and 1,4-butane sulton. Examples thereof include acid anhydrides such as maleic anhydride and succinic anhydride.

非水系電解液には、さらに、ジフェニルエーテル、シクロヘキシルベンゼン等の過充電防止剤が添加されていてもよい。
上記各種添加剤を用いる場合、初期不可逆容量の増加や低温特性、レート特性の低下等、他の電池特性に悪影響を及ぼさないようにするために、添加剤の総含有量は非水系電解液全体に対して通常10質量%以下とすることができ、中でも8質量%以下、さらには5質量%以下、特に2質量%以下の範囲が好ましい。
An overcharge inhibitor such as diphenyl ether or cyclohexylbenzene may be further added to the non-aqueous electrolytic solution.
When the above various additives are used, the total content of the additives is the entire non-aqueous electrolyte solution so as not to adversely affect other battery characteristics such as increase in initial irreversible capacity, low temperature characteristics, and decrease in rate characteristics. However, it can be usually 10% by mass or less, and more preferably 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 2% by mass or less.

また、電解質として、リチウムイオン等のアルカリ金属カチオンの導電体である高分子固体電解質を用いることもできる。
高分子固体電解質としては、前述のポリエーテル系高分子化合物にLi塩を溶解させたものや、ポリエーテルの末端ヒドロキシ基がアルコキシドに置換されているポリマーなどが挙げられる。
Further, as the electrolyte, a polymer solid electrolyte which is a conductor of an alkali metal cation such as lithium ion can also be used.
Examples of the polymer solid electrolyte include those in which a Li salt is dissolved in the above-mentioned polyether-based polymer compound, and a polymer in which the terminal hydroxy group of the polyether is replaced with an alkoxide.

<電解液の調製>
本発明の非水系電解液は、非水系溶媒に、上記一般式(I)で表される構造を有するスルホン化合物と、電解質、必要に応じて他の化合物を溶解することにより調製することができる。
非水系電解液の調製においては、各原料は、電解液とした場合の水分を低減させるためあらかじめ脱水しておくことが好ましい。通常、50ppm以下、好ましくは30ppm以下、特に好ましくは10ppm以下までそれぞれ脱水するのがよい。また、電解液調製後に、脱水、脱酸処理等を実施してもよい。
<Preparation of electrolyte>
The non-aqueous electrolyte solution of the present invention can be prepared by dissolving a sulfone compound having a structure represented by the above general formula (I), an electrolyte, and other compounds as necessary in a non-aqueous solvent. ..
In the preparation of a non-aqueous electrolytic solution, it is preferable that each raw material is dehydrated in advance in order to reduce the water content of the electrolytic solution. Usually, it is preferable to dehydrate to 50 ppm or less, preferably 30 ppm or less, and particularly preferably 10 ppm or less. Further, after preparing the electrolytic solution, dehydration, deoxidation treatment and the like may be carried out.

[リチウムイオン電池]
本発明のリチウムイオン電池は、種々の構成態様を採りえるが、基本的構成は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極及び負極、さらに上述の本発明の電解液を備えた態様である。通常、正極と負極とを電解液が含浸されている多孔膜を介してケースに収納することで得られる。
本発明のリチウムイオン電池は、上記電解液にビニルスルホン化合物を含有することを特徴とする。
本発明のリチウムイオン電池の形状は特に制限されるものではなく、円筒型、角型、ラミネート型、コイン型、大型等のいずれであってもよい。
[Lithium-ion battery]
The lithium ion battery of the present invention can take various configurations, but the basic configuration is an embodiment including a positive electrode and a negative electrode capable of storing and releasing lithium ions, and the above-mentioned electrolytic solution of the present invention. Usually, it is obtained by storing the positive electrode and the negative electrode in a case via a porous membrane impregnated with an electrolytic solution.
The lithium ion battery of the present invention is characterized by containing a vinyl sulfone compound in the electrolytic solution.
The shape of the lithium ion battery of the present invention is not particularly limited, and may be any of a cylindrical type, a square type, a laminated type, a coin type, a large size, and the like.

<負極>
本発明に係る負極は、種々の態様を採りえるが、基本的には、集電体と、集電体上に形成された活物質層とを備え、かつ前記活物質層が負極活物質を含有する態様であることが好ましい。なお、前記活物質層は、さらにバインダーを含有することが好ましい。
<Negative electrode>
The negative electrode according to the present invention may take various aspects, but basically, it includes a current collector and an active material layer formed on the current collector, and the active material layer serves as a negative electrode active material. It is preferable that the embodiment is contained. The active material layer preferably further contains a binder.

(負極集電体)
本発明に係る負極集電体としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。具体的には、圧延銅箔、電解銅箔、ステンレス箔等の金属薄膜などが挙げられる。
負極集電体の厚さは、4~30μmの範囲内とすることができる。好ましくは6~20μmの範囲内である。
(Negative electrode current collector)
The negative electrode current collector according to the present invention is not particularly limited, and known ones can be used. Specific examples thereof include rolled copper foil, electrolytic copper foil, and metal thin films such as stainless steel foil.
The thickness of the negative electrode current collector can be in the range of 4 to 30 μm. It is preferably in the range of 6 to 20 μm.

(負極活物質)
負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に制限はない。その具体例としては、炭素質材料、合金系材料、リチウム含有金属複合酸化物材料等が挙げられる。
これらの負極活物質は、単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。中でも好ましいものは炭素質材料、合金系材料であり、より好ましいものは炭素質材料である。
炭素質材料の中では、非晶質炭素材料、黒鉛、黒鉛の表面を黒鉛に比べて非晶質の炭素で被覆したものが好ましく、特に、黒鉛や黒鉛の表面を黒鉛に比べて非晶質の炭素で被覆したものが、一般にエネルギー密度が高く、好ましい。
これらの炭素質材料を含む負極活物質の中でも、電池にしたときに単位質量当りの容量が大きいことから、Si原子、Sn原子及びPb原子よりなる群から選ばれる少なくとも1種の原子を含有する炭素質材料活物質がより好ましい。
(Negative electrode active material)
The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium ions. Specific examples thereof include carbonaceous materials, alloy-based materials, lithium-containing metal composite oxide materials, and the like.
These negative electrode active materials may be used alone or in combination of two or more. Of these, carbonaceous materials and alloy-based materials are preferable, and carbonaceous materials are more preferable.
Among the carbonaceous materials, those in which the surface of amorphous carbon material, graphite, or graphite is coated with amorphous carbon as compared with graphite are preferable, and in particular, the surface of graphite or graphite is more amorphous than that of graphite. The carbon-coated material generally has a high energy density and is preferable.
Among the negative electrode active materials containing these carbonaceous materials, since the capacity per unit mass is large when made into a battery, it contains at least one atom selected from the group consisting of Si atom, Sn atom and Pb atom. Carbonaceous material active material is more preferable.

黒鉛は、学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)が0.335~0.338nm、特に0.335~0.337nmであるものが好ましい。また、学振法によるX線回折で求めた結晶子サイズ(Lc)は、通常10nm以上、好ましくは50nm以上、特に好ましくは100nm以上である。
灰分は、通常1質量%以下、好ましくは0.5質量%以下、特に好ましくは0.1質量%以下である。
As for graphite, it is preferable that the d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) obtained by X-ray diffraction by the Gakushin method is 0.335 to 0.338 nm, particularly 0.335 to 0.337 nm. The crystallite size (Lc) determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is usually 10 nm or more, preferably 50 nm or more, and particularly preferably 100 nm or more.
The ash content is usually 1% by mass or less, preferably 0.5% by mass or less, and particularly preferably 0.1% by mass or less.

黒鉛の表面を非晶質の炭素で被覆したものとして好ましいのは、X線回折における格子面(002面)のd値が0.335~0.338nmである黒鉛を核材とし、その表面に該核材よりもX線回折における格子面(002面)のd値が大きい炭素質材料が付着しており、かつ核材と核材よりもX線回折における格子面(002面)のd値が大きい炭素質材料との割合が質量比で99/1~80/20であるものである。これを用いると、高い容量で、かつ電解液と反応しにくい負極を製造することができる。 It is preferable that the surface of the graphite is coated with amorphous carbon by using graphite having a d value of the lattice plane (002 plane) of 0.335 to 0.338 nm in X-ray diffraction as a core material and forming the surface thereof. A carbonaceous material having a larger d value of the lattice plane (002 plane) in X-ray diffraction than the nuclear material is attached, and the d value of the lattice plane (002 plane) in X-ray diffraction is larger than that of the nuclear material and the nuclear material. The ratio to the carbonaceous material having a large mass ratio is 99/1 to 80/20 in terms of mass ratio. By using this, it is possible to manufacture a negative electrode having a high capacity and hardly reacting with an electrolytic solution.

炭素質材料の粒径は、レーザー回折・散乱法によるメジアン径で、1~100μm、好ましくは3~50μm、より好ましくは5~40μmの範囲内である。
炭素質材料のBET法による比表面積は、0.3~25.0m/g、好ましくは0.8~10.0m/gの範囲内である。
The particle size of the carbonaceous material is a median diameter obtained by a laser diffraction / scattering method and is in the range of 1 to 100 μm, preferably 3 to 50 μm, and more preferably 5 to 40 μm.
The specific surface area of the carbonaceous material by the BET method is in the range of 0.3 to 25.0 m 2 / g, preferably 0.8 to 10.0 m 2 / g.

また、炭素質材料は、アルゴンイオンレーザー光を用いたラマンスペクトルで分析し、1570~1620cm-1の範囲にあるピークPのピーク強度をI、1300~1400cm-1の範囲にあるピークPのピーク強度をIとした場合、IとIの比で表されるR値(=I/I)が、0.01~0.7の範囲内であるものが好ましい。また、1570~1620cm-1の範囲にあるピークの半値幅が、26cm-1以下、特に25cm-1以下であるものが好ましい。The carbonaceous material was analyzed by Raman spectrum using argon ion laser light, and the peak intensity of peak PA in the range of 1570 to 1620 cm -1 was changed to IA , peak P in the range of 1300 to 1400 cm -1 . When the peak intensity of B is IB , the R value (= IB / IA ) represented by the ratio of IB and IA is preferably in the range of 0.01 to 0.7. Further, it is preferable that the half width of the peak in the range of 1570 to 1620 cm -1 is 26 cm -1 or less, particularly 25 cm -1 or less.

合金系材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば特に限定はされず、リチウム合金を形成する単体金属及び合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、硫化物、リン化物等の化合物のいずれであってもよい。好ましくはリチウム合金を形成する単体金属及び合金を含む材料であり、13族及び14族の金属・半金属元素(即ち炭素を除く)を含む材料あることがより好ましく、さらにはアルミニウム、ケイ素、及びスズ(これらを以下「特定金属元素」という場合がある)の単体金属、及びこれらの元素を含む合金又は化合物であることが好ましい。 The alloy-based material is not particularly limited as long as it can store and release lithium, and is a simple substance metal and alloy that forms a lithium alloy, or their oxides, carbides, nitrides, silides, sulfides, and phosphates. It may be any of the compounds such as. A material containing a single metal and an alloy forming a lithium alloy is preferable, and a material containing a metal / semi-metal element of Groups 13 and 14 (that is, excluding carbon) is more preferable, and further, aluminum, silicon, and aluminum, silicon, and materials are more preferable. It is preferable that it is a single metal of tin (these may be referred to as "specific metal elements" below), and an alloy or compound containing these elements.

特定金属元素から選ばれる少なくとも1種の元素を有する負極活物質の例としては、いずれか1種の特定金属元素の金属単体、2種以上の特定金属元素からなる合金、1種又は2種以上の特定金属元素とその他の1種又は2種以上の金属元素とからなる合金、並びに、1種又は2種以上の特定金属元素を含有する化合物、及びその化合物の酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、硫化物、リン化物等の複合化合物が挙げられる。
負極活物質としてこれらの金属単体、合金又は金属化合物を用いることで、電池の高容量化が可能である。
As an example of a negative electrode active material having at least one element selected from specific metal elements, a single metal of any one specific metal element, an alloy consisting of two or more specific metal elements, one type or two or more types Specified metal element and other alloys consisting of one or more metal elements, compounds containing one or more specified metal elements, and oxides, carbides, nitrides, and nitrides of the compounds. Examples include complex compounds such as silicates, sulfides and phosphodies.
By using these metal simple substances, alloys or metal compounds as the negative electrode active material, it is possible to increase the capacity of the battery.

また、これらの複合化合物が、金属単体、合金、又は非金属元素等の数種の元素と複雑に結合した化合物も例として挙げることができる。より具体的には、例えばケイ素やスズでは、これらの元素と負極として動作しない金属との合金を用いることができる。また、例えば、スズでは、スズとケイ素以外で負極として作用する金属と、さらに負極として動作しない金属と、非金属元素との組み合わせで5~6種の元素を含むような複雑な化合物も用いることができる。 Further, a compound in which these composite compounds are complicatedly bonded to several kinds of elements such as elemental metals, alloys, and non-metal elements can be mentioned as an example. More specifically, for example, in silicon and tin, an alloy of these elements and a metal that does not operate as a negative electrode can be used. Further, for example, in tin, a complex compound containing 5 to 6 kinds of elements in combination with a metal that acts as a negative electrode other than tin and silicon, a metal that does not act as a negative electrode, and a non-metal element is also used. Can be done.

これらの負極活物質の中でも、電池にしたときに単位質量当りの容量が大きいことから、いずれか1種の特定金属元素の金属単体、2種以上の特定金属元素の合金、特定金属元素の酸化物や炭化物、窒化物等が好ましく、特に、ケイ素及び/又はスズの金属単体、合金、酸化物や炭化物、窒化物等が、単位質量当りの容量が大きく好ましい。
また、金属単体又は合金を用いるよりは単位質量当りの容量には劣るものの、サイクル特性に優れることから、ケイ素及び/又はスズを含有する以下の化合物も好ましい。
Among these negative electrode active materials, since the capacity per unit mass is large when made into a battery, a single metal of any one specific metal element, an alloy of two or more specific metal elements, and oxidation of a specific metal element. Substances, carbides, nitrides and the like are preferable, and in particular, silicon and / or tin metal alone, alloys, oxides, carbides, nitrides and the like have a large capacity per unit mass and are preferable.
Further, the following compounds containing silicon and / or tin are also preferable because they are superior in cycle characteristics, although they are inferior in capacity per unit mass to those using elemental metals or alloys.

・ケイ素及び/又はスズと酸素との元素比の値が、0.5~1.5、好ましくは0.7~1.3、さらに好ましくは0.9~1.1の範囲のケイ素及び/又はスズの酸化物。
・ケイ素及び/又はスズと窒素との元素比の値が、0.5~1.5、好ましくは0.7~1.3、さらに好ましくは0.9~1.1の範囲内のケイ素及び/又はスズの窒化物。
・ケイ素及び/又はスズと炭素との元素比の値が、0.5~1.5、好ましくは0.7~1.3、さらに好ましくは0.9~1.1のケイ素及び/又はスズの炭化物。
The elemental ratio of silicon and / or tin to oxygen is in the range of 0.5 to 1.5, preferably 0.7 to 1.3, more preferably 0.9 to 1.1. Or an oxide of tin.
-Silicon and / or silicon and / or silicon having an elemental ratio of tin to nitrogen in the range of 0.5 to 1.5, preferably 0.7 to 1.3, and more preferably 0.9 to 1.1. / Or tin nitride.
-Silicon and / or tin having an elemental ratio of silicon and / or tin to carbon of 0.5 to 1.5, preferably 0.7 to 1.3, and more preferably 0.9 to 1.1. Carbide.

また、これらの合金系材料は粉末のものでも薄膜状のものでもよく、結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
合金系材料の平均粒径は、本願発明の効果を発現するためには、特に制限はないが、0.1~50μm、好ましくは1~20μm、特に好ましくは2~10μmの範囲内である。電極の膨張の防止、サイクル特性が低下の防止のためである。また、集電、容量等の性能を十分に発現させるためである。
Further, these alloy-based materials may be powdery or thin-film, and may be crystalline or amorphous.
The average particle size of the alloy-based material is not particularly limited in order to exhibit the effect of the present invention, but is in the range of 0.1 to 50 μm, preferably 1 to 20 μm, and particularly preferably 2 to 10 μm. This is to prevent the expansion of the electrode and the deterioration of the cycle characteristics. In addition, this is to fully develop the performance such as current collection and capacity.

負極活物質として用いられるリチウム含有金属複合酸化物材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、特に限定はされないが、リチウムとチタンの複合酸化物(以下、「リチウムチタン複合酸化物」ともいう。)が好ましい。
また、リチウムチタン複合酸化物のリチウムやチタンの一部が、他の金属元素、例えば、Na、K、Co、Al、Fe、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn及びNbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素で置換されているものも好ましい。
The lithium-containing metal composite oxide material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can store and release lithium, but is also referred to as a composite oxide of lithium and titanium (hereinafter, also referred to as “lithium titanium composite oxide”). ) Is preferable.
Further, lithium or a part of titanium of the lithium titanium composite oxide is selected from the group consisting of other metal elements such as Na, K, Co, Al, Fe, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn and Nb. Those substituted with at least one element are also preferable.

さらに、LiTiで表されるリチウムチタン複合酸化物であり、0.7≦x≦1.5、1.5≦y≦2.3、0≦z≦1.6であることが、リチウムイオンの吸蔵・放出の際の構造が安定であることから好ましい(Mは、Na、K、Co、Al、Fe、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn及びNbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)。
中でも、LiTiで表されるリチウムチタン複合酸化物のx、y、及びzが以下の(a)~(c)のいずれかを満足する場合の構造が、電池性能のバランスが良好なため、特に好ましい。
Further, it is a lithium titanium composite oxide represented by Li x Ty M z O 4 , and has 0.7 ≦ x ≦ 1.5, 1.5 ≦ y ≦ 2.3, and 0 ≦ z ≦ 1.6. It is preferable that the lithium ion has a stable structure during storage and release (M is from the group consisting of Na, K, Co, Al, Fe, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn and Nb. Represents at least one element selected.)
Among them, the structure in which x, y , and z of the lithium titanium composite oxide represented by Li x Ty M z O 4 satisfy any of the following (a) to (c) is the structure of the battery performance. It is particularly preferable because it has a good balance.

(a)1.2≦x≦1.4、1.5≦y≦1.7、z=0
(b)0.9≦x≦1.1、1.9≦y≦2.1、z=0
(c)0.7≦x≦0.9、2.1≦y≦2.3、z=0
特に好ましい代表的な組成は、(a)ではLi4/3Ti5/3、(b)ではLiTi、(c)ではLi4/5Ti11/5である。
また、Z≠0の場合の構造については、例えば、Li4/3Ti4/3Al1/3が好ましいものとして挙げられる。
本発明においては、特開2015-173107号公報に開示されている負極活物質を用いることもできる。
(A) 1.2 ≦ x ≦ 1.4, 1.5 ≦ y ≦ 1.7, z = 0
(B) 0.9 ≦ x ≦ 1.1, 1.9 ≦ y ≦ 2.1, z = 0
(C) 0.7 ≦ x ≦ 0.9, 2.1 ≦ y ≦ 2.3, z = 0
Particularly preferred representative compositions are Li 4/3 Ti 5/3 O 4 in (a), Li 1 Ti 2 O 4 in (b), and Li 4/5 Ti 11/5 O 4 in (c). ..
As for the structure when Z ≠ 0, for example, Li 4/3 Ti 4/3 Al 1/3 O 4 is preferable.
In the present invention, the negative electrode active material disclosed in JP-A-2015-173107 can also be used.

(負極バインダー)
負極用のバインダーとしては、特に限定されないが、分子内にオレフィン性不飽和結合を有するものが好ましい。具体例としては、スチレン-ブタジエンゴム、スチレン・イソプレン・スチレンゴム、アクリロニトリル-ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体などが挙げられる。
(Negative electrode binder)
The binder for the negative electrode is not particularly limited, but a binder having an olefinically unsaturated bond in the molecule is preferable. Specific examples include styrene-butadiene rubber, styrene / isoprene / styrene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, butadiene rubber, and ethylene / propylene / diene copolymers.

このようなオレフィン性不飽和結合を有するバインダーを用いることにより、活物質層の電解液に対する膨潤性を低減することができる。中でも入手の容易性から、スチレン-ブタジエンゴムが好ましい。
このような分子内にオレフィン性不飽和結合を有するバインダーと、負極活物質とを組み合わせて用いることにより、負極板の機械的強度を高くすることができる。負極板の機械的強度が高いと、充放電による負極の劣化が抑制され、サイクル寿命を長くすることができる。
By using a binder having such an olefinically unsaturated bond, the swelling property of the active material layer with respect to the electrolytic solution can be reduced. Of these, styrene-butadiene rubber is preferable because of its availability.
By using a binder having an olefinically unsaturated bond in such a molecule in combination with a negative electrode active material, the mechanical strength of the negative electrode plate can be increased. When the mechanical strength of the negative electrode plate is high, deterioration of the negative electrode due to charging and discharging is suppressed, and the cycle life can be extended.

分子内にオレフィン性不飽和結合を有するバインダーは、分子量が大きいもの及び/又は不飽和結合の割合が大きいものが好ましい。
バインダーの分子量としては、重量平均分子量を通常1万以上とすることができ、また、通常100万以下とすることができる。この範囲であれば、機械的強度及び可撓性の両面を良好な範囲に制御できる。重量平均分子量は、好ましくは5万以上であり、また、好ましくは30万以下の範囲である。
The binder having an olefinically unsaturated bond in the molecule preferably has a large molecular weight and / or a large proportion of unsaturated bonds.
As the molecular weight of the binder, the weight average molecular weight can be usually 10,000 or more, and can be usually 1 million or less. Within this range, both mechanical strength and flexibility can be controlled within a good range. The weight average molecular weight is preferably in the range of 50,000 or more, and preferably 300,000 or less.

バインダーの分子内のオレフィン性不飽和結合の割合としては、全バインダー1g当たりのオレフィン性不飽和結合のモル数を通常2.5×10-7~5×10-6モルの範囲内とすることができる。この範囲であれば、強度向上効果が十分に得られ、可撓性も良好である。As the ratio of olefinically unsaturated bonds in the molecule of the binder, the number of moles of olefinically unsaturated bonds per 1 g of the total binder is usually in the range of 2.5 × 10 -7 to 5 × 10 -6 mol. Can be done. Within this range, the effect of improving the strength can be sufficiently obtained, and the flexibility is also good.

また、オレフィン性不飽和結合を有するバインダーについては、その不飽和度を、通常15~90%の範囲内とすることができる。不飽和度は、好ましくは20~80%の範囲内である。本願明細書において、不飽和度とは、ポリマーの繰り返し単位に対する二重結合の割合(%)を表す。
バインダーとして、オレフィン性不飽和結合を有さないバインダーも、使用することができる。分子内にオレフィン性不飽和結合を有するバインダーとオレフィン性不飽和結合を有さないバインダーとを併用することによって、塗布性の向上等が期待できる。
Further, for a binder having an olefinically unsaturated bond, the degree of unsaturation can be usually in the range of 15 to 90%. The degree of unsaturation is preferably in the range of 20-80%. In the present specification, the degree of unsaturation represents the ratio (%) of double bonds to the repeating unit of the polymer.
As the binder, a binder having no olefinically unsaturated bond can also be used. By using a binder having an olefinically unsaturated bond in the molecule and a binder having no olefinically unsaturated bond in combination, improvement in coatability can be expected.

オレフィン性不飽和結合を有するバインダーを100質量%とした場合、オレフィン性不飽和結合を有さないバインダーの混合比率は、活物質層の強度が低下するのを抑制するため、通常150質量%以下とすることができ、好ましくは120質量%以下である。 When the binder having an olefinically unsaturated bond is 100% by mass, the mixing ratio of the binder having no olefinically unsaturated bond is usually 150% by mass or less in order to suppress the decrease in the strength of the active material layer. It can be, preferably 120% by mass or less.

オレフィン性不飽和結合を有さないバインダーの例としては、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デンプン、カラギーナン、プルラン、グアーガム、ザンサンガム(キサンタンガム)等の増粘多糖類;ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル類;ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のビニルアルコール類;ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸等のポリ酸又はこれらの金属塩;ポリフッ化ビニリデン等の含フッ素ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのアルカン系ポリマー又はこれらの共重合体などが挙げられる。 Examples of binders having no olefinic unsaturated bond include thickening polysaccharides such as methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, starch, carrageenan, purulan, guar gum, and zansan gum (xanthan gum); polyethers such as polyethylene oxide and polypropylene oxide; Vinyl alcohols such as polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral; polyacids such as polyacrylic acid and polymethacrylic acid or metal salts thereof; fluoropolymers such as polyvinylidene fluoride; alkene polymers such as polyethylene and polypropylene or their co-weights. Coalescence etc. can be mentioned.

(負極導電助剤)
活物質層には、負極の導電性を向上させるために、導電助剤を含有させてもよい。
導電助剤は、特に限定されず、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラックなどのカーボンブラック、平均粒径1μm以下のCu、Ni又はこれらの合金からなる微粉末などが挙げられる。
導電助剤の添加量は、負極活物質に対して、10質量%以下であることが好ましい。
(Negative electrode conductive auxiliary agent)
The active material layer may contain a conductive auxiliary agent in order to improve the conductivity of the negative electrode.
The conductive auxiliary agent is not particularly limited, and examples thereof include carbon black such as acetylene black, ketjen black, and furnace black, Cu and Ni having an average particle size of 1 μm or less, and fine powder made of an alloy thereof.
The amount of the conductive auxiliary agent added is preferably 10% by mass or less with respect to the negative electrode active material.

本発明に係る負極は、負極活物質と場合によりバインダー及び/又は導電助剤とを分散媒に分散させてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥することにより形成することができる。分散媒としては、アルコールなどの有機溶媒や、水を用いることができる。
スラリーを塗布する集電体としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。具体的には、圧延銅箔、電解銅箔、ステンレス箔等の金属薄膜などが挙げられる。
The negative electrode according to the present invention can be formed by dispersing a negative electrode active material and, in some cases, a binder and / or a conductive auxiliary agent in a dispersion medium to form a slurry, which is applied to a current collector and dried. As the dispersion medium, an organic solvent such as alcohol or water can be used.
The current collector to which the slurry is applied is not particularly limited, and known current collectors can be used. Specific examples thereof include rolled copper foil, electrolytic copper foil, and metal thin films such as stainless steel foil.

スラリーを塗布、乾燥して得られる負極活物質層(以下、単に「活物質層」と称することもある。)の厚さは、負極としての実用性及び高密度の電流値に対する十分なリチウムイオンの吸蔵・放出の機能の点から、5~200μmの範囲内とすることができる。好ましくは、20~100μmの範囲内である。 The thickness of the negative electrode active material layer (hereinafter, also simply referred to as “active material layer”) obtained by applying and drying the slurry is sufficient for practicality as a negative electrode and a high-density current value. It can be within the range of 5 to 200 μm from the viewpoint of the function of storage and release. It is preferably in the range of 20 to 100 μm.

活物質層の厚さは、スラリーの塗布、乾燥後にプレスすることにより、上記範囲の厚さになるように調整してもよい。
活物質層における負極活物質の密度は、用途により異なるものの、例えば車載用途やパワーツール用途などの入出力特性を重視する用途においては、1.10~1.65g/cmの範囲内であることが好ましい。
The thickness of the active material layer may be adjusted to the above range by pressing after applying and drying the slurry.
The density of the negative electrode active material in the active material layer varies depending on the application, but is in the range of 1.10 to 1.65 g / cm 3 in applications where input / output characteristics are important, such as in-vehicle applications and power tool applications. Is preferable.

この範囲であれば、密度が低すぎることによる粒子同士の接触抵抗の増大を回避することができ、一方、密度が高すぎることによるレート特性の低下も抑制することができる。
一方、携帯電話やパソコンといった携帯機器用途などの容量を重視する用途では、通常1.45~1.90g/cmの範囲内とすることが好ましい。
Within this range, it is possible to avoid an increase in contact resistance between particles due to too low a density, and on the other hand, it is possible to suppress a decrease in rate characteristics due to too high a density.
On the other hand, in applications where capacity is important, such as applications for mobile devices such as mobile phones and personal computers, the range is usually preferably in the range of 1.45 to 1.90 g / cm 3 .

この範囲であれば、密度が低すぎることによる単位体積あたりの電池の容量低下を回避することができ、一方、密度が高すぎることによるレート特性の低下も抑制することができる。 Within this range, it is possible to avoid a decrease in battery capacity per unit volume due to too low density, and on the other hand, it is possible to suppress a decrease in rate characteristics due to too high density.

<正極>
本発明に係る正極は、種々の態様を採りえるが、基本的には、集電体と、集電体上に形成された活物質層とを備え、かつ前記活物質層が正極活物質を含有する態様であることが好ましい。なお、前記活物質層は、さらにバインダーを含有することが好ましい。
<Positive electrode>
The positive electrode according to the present invention may take various aspects, but basically, it includes a current collector and an active material layer formed on the current collector, and the active material layer serves as a positive electrode active material. It is preferable that the embodiment is contained. The active material layer preferably further contains a binder.

(正極集電体)
本発明に係る正極集電体としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。具体的には、アルミニウム、ニッケル、ステンレススチール(SUS)などが挙げられる。
正極集電体の厚さは、4~30μmの範囲内とすることができる。好ましくは6~20μmの範囲内である。
(Positive current collector)
The positive electrode current collector according to the present invention is not particularly limited, and known ones can be used. Specific examples thereof include aluminum, nickel and stainless steel (SUS).
The thickness of the positive electrode current collector can be in the range of 4 to 30 μm. It is preferably in the range of 6 to 20 μm.

(正極活物質)
正極活物質としては、リチウムイオンを充放電時に吸蔵・放出可能なものであれば特に制限はない。リチウムと少なくとも1種の遷移金属を含有する物質が好ましく、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物が挙げられる。
(Positive electrode active material)
The positive electrode active material is not particularly limited as long as it can store and release lithium ions during charging and discharging. A substance containing lithium and at least one transition metal is preferable, and examples thereof include a lithium transition metal composite oxide and a lithium-containing transition metal phosphoric acid compound.

リチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属としてはV、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、LiCoO等のリチウム・コバルト複合酸化物、LiNiO等のリチウム・ニッケル複合酸化物、LiMnO、LiMn、LiMnO等のリチウム・マンガン複合酸化物、これらのリチウム遷移金属複合酸化物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。
置換されたものの中では、LiNi1-a-bMnCo(a,bは0以上1未満の数字を表すが、a,bが共に0の場合を除く)、LiNi1-c-d-eCoAlMg(c,d,eは0以上1未満の数字を表すが、c,d,eが共に0の場合を除く)が好ましく、さらにはLiNi1-a-bMnCo(0≦a<0.4、0≦b<0.4)、LiNi1-c-d-eCoAlMg(0≦c<0.3、0≦d<0.1、0≦e<0.05)が好ましく、特にLiNi1/3Co01/3Mn1/3、LiNi0.5Co0.3Mn0.2、LiNi0.5Mn0.5、LiNi0.85Co0.10Al0.05、LiNi0.85Co0.10Al0.03Mg0.02が好ましい。
The transition metal of the lithium transition metal composite oxide is preferably V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu or the like, and specific examples thereof include a lithium-cobalt composite oxide such as LiCoO 2 and LiNiO 2 . Lithium-nickel composite oxides, lithium-manganese composite oxides such as LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li 2 MnO 3 , etc., and some of the transition metal atoms that are the main constituents of these lithium transition metal composite oxides are Al and Ti. , V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Si and the like substituted with other metals.
Among the substituted ones, LiNi 1-ab Mn a Co b O 2 (a and b represent numbers 0 or more and less than 1, except when both a and b are 0), LiNi 1-c . -D-e Co c Al d Mg e O 2 (c, d, e represent numbers 0 or more and less than 1, except when c, d, e are both 0) is preferable, and LiNi 1- ab Mn a Co b O 2 (0 ≦ a <0.4, 0 ≦ b <0.4), LiNi 1-c-d-e Co c Al d Mg e O 2 (0 ≦ c <0. 3, 0 ≦ d <0.1, 0 ≦ e <0.05) is preferable, and in particular, LiNi 1/3 Co 01/3 Mn 1/3 O 2 and LiNi 0.5 Co 0.3 Mn 0.2 O. 2 , LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 , LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.03 Mg 0.02 O 2 are preferable.

リチウム含有遷移金属リン酸化合物の遷移金属としては、V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、例えば、LiFePO、LiFe(PO、LiFeP等のリン酸鉄類、LiCoPO等のリン酸コバルト類、これらのリチウム遷移金属リン酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Nb、Si等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。As the transition metal of the lithium-containing transition metal phosphoric acid compound, V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and the like are preferable, and specific examples thereof are, for example, LiFePO 4 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ). 3. Iron phosphates such as LiFeP 2 O 7 , cobalt phosphates such as LiCoPO 4 , and some of the transition metal atoms that are the main constituents of these lithium transition metal phosphate compounds are Al, Ti, V, Cr, Mn. , Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Nb, Si and the like substituted with other metals.

これらの正極活物質は単独で用いても、複数を併用しても良い。
また、これら正極活物質の表面に、主体となる正極活物質を構成する物質とは異なる組成の物質(表面付着物質)が付着したものを用いることもできる。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩等が挙げられる。
These positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.
Further, it is also possible to use a substance (surface adhering substance) having a composition different from the substance constituting the main positive electrode active material attached to the surface of these positive electrode active materials. Surface adhering substances include aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide and other oxides, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate and calcium sulfate. , Sulfates such as aluminum sulfate, carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate and the like.

表面付着物質の量としては、本願発明の効果を発現するためには、特に制限はないが、正極活物質に対して、好ましくは0.1~20質量ppmの範囲内、より好ましくは1~10ppmの範囲内で用いられる。表面付着物質により、正極活物質表面での非水系電解液の酸化反応を抑制することができ、電池寿命を向上させることができる。 The amount of the surface-adhering substance is not particularly limited in order to exhibit the effect of the present invention, but is preferably in the range of 0.1 to 20 mass ppm, more preferably 1 to 2 with respect to the positive electrode active material. It is used within the range of 10 ppm. The surface-adhering substance can suppress the oxidation reaction of the non-aqueous electrolyte solution on the surface of the positive electrode active material, and can improve the battery life.

(正極導電助剤)
正極活物質層中には、正極の導電性を向上させるために、導電助剤を含有させてもよい。導電助剤は、特に限定されず、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛などの炭素粉末、各種の金属の繊維、粉末、箔などが挙げられる。
(Positive electrode conductive aid)
A conductive auxiliary agent may be contained in the positive electrode active material layer in order to improve the conductivity of the positive electrode. The conductive auxiliary agent is not particularly limited, and examples thereof include carbon powders such as acetylene black, carbon black, and graphite, fibers, powders, and foils of various metals.

(正極バインダー)
正極用のバインダーは、特に限定されず、公知のものを任意に選択して用いることができる。例としては、シリケート、水ガラス等の無機化合物や、テフロン(登録商標)、ポリフッ化ビニリデン等の不飽和結合を有さない樹脂などが挙げられる。中でも好ましいのは、酸化反応時に分解しにくいため、不飽和結合を有さない樹脂である。
バインダーの重量平均分子量は、通常1万~300万の範囲内とすることができ、好ましくは10万~100万の範囲内である。
(Positive binder)
The binder for the positive electrode is not particularly limited, and a known binder can be arbitrarily selected and used. Examples include inorganic compounds such as silicate and water glass, and resins having no unsaturated bond such as Teflon (registered trademark) and polyvinylidene fluoride. Of these, a resin having no unsaturated bond is preferable because it does not easily decompose during the oxidation reaction.
The weight average molecular weight of the binder can usually be in the range of 10,000 to 3 million, preferably in the range of 100,000 to 1,000,000.

<その他>
電極中には、上記各種材料の他に、機械的強度や電気伝導度を高めるために増粘剤、導電材、充填剤等を含有させてもよい。
増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、ガゼイン等が挙げられる。
<Others>
In addition to the above-mentioned various materials, the electrode may contain a thickener, a conductive material, a filler, or the like in order to increase mechanical strength and electrical conductivity.
Examples of the thickener include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, gazein and the like.

(電極の作製方法)
電極の作製は、常法によればよい。例えば、負極又は正極活物質に、バインダー、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー化し、これを集電体に塗布、乾燥した後に、プレスすることによって形成することができる。
また、活物質にバインダーや導電材等を加えたものをそのままロール成形してシート電極としたり、圧縮成型によりペレット電極としたり、蒸着・スパッタ・メッキ等の手法で集電体上に電極材料の薄膜を形成することもできる。
(Method of manufacturing electrodes)
The electrode may be manufactured by a conventional method. For example, it can be formed by adding a binder, a thickener, a conductive material, a solvent, or the like to a negative electrode or a positive electrode active material to form a slurry, applying the slurry to a current collector, drying the slurry, and then pressing the slurry.
In addition, an active material with a binder, a conductive material, etc. added can be rolled into a sheet electrode as it is, a pellet electrode can be obtained by compression molding, or an electrode material can be placed on a current collector by means of vapor deposition, sputtering, plating, etc. It is also possible to form a thin film.

負極活物質に黒鉛を用いた場合、負極活物質層の乾燥、プレス後の密度は、1.0~2.2g/cmの範囲内であることが好ましい。好ましくは1.3~1.9g/cmの範囲内である。負極活物質粒子の破壊による初期不可逆容量の増加防止、活物質層内部への電解液の浸透性が低下し高率充放電特性の悪化することの防止等のためである。また、活物質間の導電性の低下することによる単位容積あたりの容量が低下することを防止するためである。
正極活物質層の乾燥、プレス後の密度は、1.5~5.0g/cmの範囲内であることが好ましい。より好ましくは2.2~4.0g/cmの範囲内である。活物質層内部への電解液の浸透性が低下による高率充放電特性の悪化を防止するためである。また、活物質間の導電性が低下することによる高率充放電特性の悪化を防止するためである。
When graphite is used as the negative electrode active material, the density of the negative electrode active material layer after drying and pressing is preferably in the range of 1.0 to 2.2 g / cm 3 . It is preferably in the range of 1.3 to 1.9 g / cm 3 . This is to prevent an increase in the initial irreversible capacity due to the destruction of the negative electrode active material particles, and to prevent the permeability of the electrolytic solution into the active material layer from being lowered and the high rate charge / discharge characteristics from being deteriorated. Further, this is to prevent the capacity per unit volume from being reduced due to the decrease in conductivity between the active materials.
The density of the positive electrode active material layer after drying and pressing is preferably in the range of 1.5 to 5.0 g / cm 3 . More preferably, it is in the range of 2.2 to 4.0 g / cm 3 . This is to prevent deterioration of the high rate charge / discharge characteristics due to a decrease in the permeability of the electrolytic solution into the active material layer. This is also to prevent deterioration of high rate charge / discharge characteristics due to a decrease in conductivity between active materials.

<セパレータ、外装体>
正極と負極の間には、短絡を防止するために多孔膜(セパレータ)を介在させる。この場合、電解液は多孔膜に含浸させて用いる。多孔膜の材質や形状は、電解液に安定であり、かつ保液性に優れていれば、特に制限はなく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを原料とする多孔性シート又は不織布等が好ましい。
本発明のリチウムイオン電池に使用する電池の外装体の材質も任意であり、ニッケルメッキを施した鉄、ステンレス、アルミニウム又はその合金、ニッケル、チタン、ラミネートフィルム等が用いられる。
なお、上記した本発明のリチウムイオン電池の作動電圧は、通常、2~6Vの範囲内である。
<Separator, exterior body>
A porous film (separator) is interposed between the positive electrode and the negative electrode to prevent a short circuit. In this case, the electrolytic solution is used by impregnating the porous membrane. The material and shape of the porous membrane are not particularly limited as long as they are stable in the electrolytic solution and have excellent liquid retention properties, and a porous sheet or a non-woven fabric made from a polyolefin such as polyethylene or polypropylene is preferable.
The material of the outer body of the battery used for the lithium ion battery of the present invention is also arbitrary, and nickel-plated iron, stainless steel, aluminum or an alloy thereof, nickel, titanium, a laminated film and the like are used.
The operating voltage of the above-mentioned lithium ion battery of the present invention is usually in the range of 2 to 6V.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Although the display of "parts" or "%" is used in the examples, it represents "parts by mass" or "% by mass" unless otherwise specified.

[実施例1]:溶液(エチレンカーボネート)中での保存安定性
<溶液1の作製>
上記例示化合物1(5g)をエチレンカーボネート(100mL)に溶解後、溶液を活性炭にてろ過し、例示化合物1のエチレンカーボネート溶液を得た。この溶液を25℃にて30日間、暗所保存した後、目視にて析出物の有無を確認した。評価結果を下記表Iに示した。表中、析出物無しを○と表記し、析出物有りを×と表記する。
[Example 1]: Storage stability in solution (ethylene carbonate) <Preparation of solution 1>
After dissolving the above-mentioned example compound 1 (5 g) in ethylene carbonate (100 mL), the solution was filtered through activated carbon to obtain an ethylene carbonate solution of the example compound 1. After storing this solution at 25 ° C. for 30 days in a dark place, the presence or absence of precipitates was visually confirmed. The evaluation results are shown in Table I below. In the table, no precipitate is indicated by ◯, and presence of precipitate is indicated by ×.

<溶液2~17の作製>
溶液1の作製で使用した例示化合物1を、下記表Iに示す例示化合物にそれぞれ変えた以外は同様にして、溶液2~17を作製し、析出物の有無を確認した。
<Preparation of solutions 2 to 17>
Solutions 2 to 17 were prepared in the same manner except that the exemplary compound 1 used in the preparation of the solution 1 was changed to the exemplary compounds shown in Table I below, and the presence or absence of precipitates was confirmed.

<溶液18の作製>
溶液1の作製で使用した例示化合物1を、下記の比較化合物1に変えた以外は同様にして、溶液18を作製し、析出物の有無を確認した。

Figure 0007074131000014
<Preparation of solution 18>
A solution 18 was prepared in the same manner except that the exemplary compound 1 used in the preparation of the solution 1 was changed to the comparative compound 1 below, and the presence or absence of a precipitate was confirmed.
Figure 0007074131000014

Figure 0007074131000015
Figure 0007074131000015

表Iに示す結果より、本発明のビニルスルホン化合物を含有する溶液は、析出物が無く、保存安定性に優れていることが認められる。 From the results shown in Table I, it is confirmed that the solution containing the vinyl sulfone compound of the present invention has no precipitate and is excellent in storage stability.

[実施例2]:電池の保存安定性(容量)
<非水系電解液の調製>
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートの混合溶媒(質量比3:7)に、上記例示化合物1を0.05質量%及びビニレンカーボネート2質量%を混合した。次いで、十分に乾燥したLiPFを1モル/リットルの割合となるよう溶解して非水系電解液を得た。
[Example 2]: Storage stability (capacity) of the battery
<Preparation of non-aqueous electrolyte solution>
Under a dry argon atmosphere, 0.05% by mass of the above-mentioned exemplary compound 1 and 2% by mass of vinylene carbonate were mixed with a mixed solvent of ethylene carbonate and ethylmethyl carbonate (mass ratio 3: 7). Then, the sufficiently dried LiPF 6 was dissolved at a ratio of 1 mol / liter to obtain a non-aqueous electrolyte solution.

<正極の作製>
正極活物質としてのリチウム・コバルト複合酸化物(LiCoO)94質量%と、導電助剤としてアセチレンブラック3質量%と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)3質量%とを、N-メチルピロリドン溶液中で、ディスパーザーで混合してスラリー化した。これを厚さ15μmのアルミニウム箔の両面に均一に塗布、乾燥した後、正極活物質層の密度が3.1g/cmになるようにプレスして正極を作製した。
<Manufacturing of positive electrode>
N-Methylpyrrolidone solution containing 94% by mass of lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 3% by mass of acetylene black as a conductive auxiliary agent, and 3% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder. Inside, they were mixed with a disperser to form a slurry. This was uniformly applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, and then pressed so that the density of the positive electrode active material layer was 3.1 g / cm 3 to prepare a positive electrode.

<負極の作製>
負極活物質として人造黒鉛粉末KS-44(ティムカル社製、商品名)98質量部に、増粘剤、バインダーとしてそれぞれ、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)100質量部、及び、スチレン-ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン-ブタジエンゴムの濃度50質量%)2質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。このスラリーを厚さ10μmの銅箔の片面に均一に塗布、乾燥した後、負極活物質の密度が1.6g/cmになるようにプレスして負極を作製した。
<Manufacturing of negative electrode>
98 parts by mass of artificial graphite powder KS-44 (manufactured by Timcal Co., Ltd., trade name) as a negative electrode active material, 100 mass by mass of an aqueous dispersion of sodium carboxymethyl cellulose (concentration of sodium carboxymethyl cellulose 1% by mass) as a thickener and a binder, respectively. 2 parts by mass and 2 parts by mass of an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (concentration of styrene-butadiene rubber 50% by mass) were added and mixed with a disperser to form a slurry. This slurry was uniformly applied to one side of a copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and then pressed so that the density of the negative electrode active material was 1.6 g / cm 3 to prepare a negative electrode.

<リチウムイオン電池1の作製>
上記の正極、負極、及びポリエチレン製のセパレータを、正極、セパレータ、負極、セパレータ、正極の順に積層して電池要素を作製した。この電池要素をアルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正・負極の端子を突設させながら挿入した後、上記非水系電解液を袋内に注入し、真空封止を行い、シート状のリチウムイオン電池1を作製した。
このシート状のリチウムイオン電池1を用いて、下記に示す評価を行い、その評価結果を下記表IIに示した。
<Manufacturing of lithium-ion battery 1>
The above positive electrode, negative electrode, and polyethylene separator were laminated in this order of positive electrode, separator, negative electrode, separator, and positive electrode to prepare a battery element. After inserting this battery element into a bag made of a laminated film in which both sides of aluminum (thickness 40 μm) are coated with a resin layer while projecting positive and negative terminals, the above non-aqueous electrolyte solution is injected into the bag. , Vacuum-sealed to produce a sheet-shaped lithium-ion battery 1.
The sheet-shaped lithium-ion battery 1 was used for the evaluation shown below, and the evaluation results are shown in Table II below.

<初期放電容量評価試験>
上記で作製したシート状のリチウムイオン電池を、25℃において、0.2Cに相当する定電流で4.1Vまで充電した後、0.2Cの定電流で3Vまで放電した。これを3サイクル行って電池を安定させた。次いで、0.7Cの定電流で4.2Vまで充電後、4.2Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電を実施し、0.2Cの定電流で3Vまで放電して、初期放電容量を求めた。
ここで、1Cとは電池の基準容量を1時間で放電する電流値を表し、例えば、0.2Cとはその1/5の電流値を表す。
<Initial discharge capacity evaluation test>
The sheet-shaped lithium ion battery produced above was charged at 25 ° C. with a constant current corresponding to 0.2 C to 4.1 V, and then discharged to 3 V with a constant current of 0.2 C. This was performed for 3 cycles to stabilize the battery. Next, after charging to 4.2 V with a constant current of 0.7 C, charging is performed with a constant voltage of 4.2 V until the current value reaches 0.05 C, and the battery is discharged to 3 V with a constant current of 0.2 C. The initial discharge capacity was calculated.
Here, 1C represents a current value for discharging the reference capacity of the battery in 1 hour, and 0.2C represents, for example, a current value of 1/5 of that.

<高温保存特性評価試験>
上記初期放電容量評価試験の終了したリチウムイオン電池を、25℃において0.7Cの定電流で4.2Vまで充電後、4.2Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電した。その後、85℃で1日保存した。
リチウムイオン電池を25℃まで冷却させた後、25℃において0.2Cの定電流で3Vまで放電させ、高温保存特性評価試験後の残存容量を測定し、保存前の満充電時の容量に対する、保存後の残存容量を百分率(%)で算出した。
残存容量=(保存後の放電容量/初期放電容量)×100(%)
<High temperature storage characteristic evaluation test>
The lithium ion battery for which the initial discharge capacity evaluation test was completed was charged at 25 ° C. with a constant current of 0.7 C to 4.2 V, and then charged with a constant voltage of 4.2 V until the current value became 0.05 C. Then, it was stored at 85 ° C. for 1 day.
After cooling the lithium-ion battery to 25 ° C, discharge it to 3V at a constant current of 0.2C at 25 ° C, measure the remaining capacity after the high-temperature storage characteristic evaluation test, and measure the remaining capacity after full charge before storage. The remaining capacity after storage was calculated as a percentage (%).
Remaining capacity = (discharge capacity after storage / initial discharge capacity) x 100 (%)

<リチウムイオン電池2の作製>
上記リチウムイオン電池1の作製において、非水系電解液に含有する例示化合物1の含有量を0.05質量%に代えて、0.5質量%とした以外は、リチウムイオン電池1と同様にしてリチウムイオン電池2を作製し、リチウムイオン電池1と同様の評価を行った。
<Manufacturing of lithium-ion battery 2>
In the production of the lithium ion battery 1, the same as that of the lithium ion battery 1 except that the content of the exemplary compound 1 contained in the non-aqueous electrolyte solution is 0.5% by mass instead of 0.05% by mass. A lithium-ion battery 2 was produced and evaluated in the same manner as the lithium-ion battery 1.

<リチウムイオン電池3の作製>
上記リチウムイオン電池1の作製において、非水系電解液に含有する例示化合物1の含有量を0.05質量%に代えて、1.0質量%とした以外は、リチウムイオン電池1と同様にしてリチウムイオン電池3を作製し、リチウムイオン電池1と同様の評価を行った。
<Manufacturing of lithium-ion battery 3>
In the production of the lithium ion battery 1, the same as that of the lithium ion battery 1 except that the content of the exemplary compound 1 contained in the non-aqueous electrolyte solution is 1.0% by mass instead of 0.05% by mass. A lithium-ion battery 3 was produced and evaluated in the same manner as the lithium-ion battery 1.

<リチウムイオン電池4~19の作製>
リチウムイオン電池3の作製において、例示化合物1をそれぞれ下記表IIに示すように代えた以外は、リチウムイオン電池3と同様にして、リチウムイオン電池4~19を作製し、リチウムイオン電池3と同様の評価を行った。
<Manufacturing of lithium-ion batteries 4 to 19>
In the production of the lithium ion battery 3, lithium ion batteries 4 to 19 were produced in the same manner as the lithium ion battery 3 except that the exemplary compounds 1 were replaced as shown in Table II below, respectively, and the same as the lithium ion battery 3. Was evaluated.

<リチウムイオン電池20の作製>
リチウムイオン電池3の作製において、例示化合物1を比較化合物1に代えた以外は、リチウムイオン電池3と同様にして、リチウムイオン電池20を作製し、リチウムイオン電池3と同様の評価を行った。
<Manufacturing of Lithium Ion Battery 20>
In the production of the lithium ion battery 3, the lithium ion battery 20 was produced in the same manner as the lithium ion battery 3 except that the exemplary compound 1 was replaced with the comparative compound 1, and the same evaluation as that of the lithium ion battery 3 was performed.

Figure 0007074131000016
Figure 0007074131000016

表IIに示す結果より、本発明のビニルスルホン化合物を用いて作製したリチウムイオン電池は、高温保存後の残存容量が増加し、高温保存特性が向上することが認められる。 From the results shown in Table II, it is confirmed that the lithium ion battery produced by using the vinyl sulfone compound of the present invention has an increased residual capacity after high temperature storage and improved high temperature storage characteristics.

[実施例3]:サイクル試験
<非水系電解液1の調製>
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の混合溶媒(質量比1:1)に、上記例示化合物1を1質量%混合した。次いで、十分に乾燥したLiPFを1モル/リットルの割合となるよう溶解して非水系電解液を得た。
[Example 3]: Cycle test <Preparation of non-aqueous electrolyte solution 1>
Under a dry argon atmosphere, 1% by mass of the above-mentioned exemplary compound 1 was mixed with a mixed solvent (mass ratio 1: 1) of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC). Then, the sufficiently dried LiPF 6 was dissolved at a ratio of 1 mol / liter to obtain a non-aqueous electrolyte solution.

<非水系電解液2の調製>
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とジエチルカーボネート(DEC)の混合溶媒(質量比1:1:1)に、上記例示化合物1を1質量%混合した。次いで、十分に乾燥したLiPFを1モル/リットルの割合となるよう溶解して非水系電解液を得た。
<Preparation of non-aqueous electrolyte solution 2>
Under a dry argon atmosphere, 1% by mass of the above-mentioned exemplary compound 1 was mixed with a mixed solvent (mass ratio 1: 1: 1) of ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC) and diethyl carbonate (DEC). Then, the sufficiently dried LiPF 6 was dissolved at a ratio of 1 mol / liter to obtain a non-aqueous electrolyte solution.

<正極1の作製>
正極活物質であるリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(日亜化学製3元系highNiタイプ-LiNi5/10Co2/10Mn3/10)93質量%と、導電助剤としてアセチレンブラック3質量%と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)3質量%とを、N-メチルピロリドン溶液中で、ディスパーザーで混合してスラリー化した。これを厚さ15μmのアルミニウム箔の両面に均一に塗布、乾燥した後、正極活物質層の密度が3.1g/cmになるようにプレスして正極を作製した。
<Manufacturing of positive electrode 1>
Lithium nickel cobalt manganese composite oxide (Nichia ternary highNi type-LiNi 5/10 Co 2/10 Mn 3/10 O 2 ) 93% by mass, which is a positive electrode active material, and acetylene black 3 as a conductive auxiliary agent. Mass% and 3 mass% of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed with a disperser in an N-methylpyrrolidone solution to form a slurry. This was uniformly applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, and then pressed so that the density of the positive electrode active material layer was 3.1 g / cm 3 to prepare a positive electrode.

<負極1の作製>
負極活物質として人造黒鉛粉末KS-44(ティムカル社製、商品名)93質量部に、PVdF8質量部とを混合し、N-メチルピロリドンを加えディスパーザーで混合してスラリー化にした。このスラリーを厚さ10μmの銅箔の片面に均一に塗布、乾燥した後、負極活物質の密度が1.6g/cmになるようにプレスして負極を作製した。
<Manufacturing of negative electrode 1>
As a negative electrode active material, 93 parts by mass of artificial graphite powder KS-44 (manufactured by Timcal Co., Ltd., trade name) was mixed with 8 parts by mass of PVdF, N-methylpyrrolidone was added, and the mixture was mixed with a disperser to form a slurry. This slurry was uniformly applied to one side of a copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and then pressed so that the density of the negative electrode active material was 1.6 g / cm 3 to prepare a negative electrode.

<負極2の作製>
負極活物質としてSiO含有人造黒鉛粉末(日本カーボン社製)91質量部に、PVdF9質量部とを混合し、N-メチルピロリドンを加えディスパーザーで混合してスラリー化にした。このスラリーを厚さ10μmの銅箔の片面に均一に塗布、乾燥した後、負極活物質の密度が1.6g/cmになるようにプレスして負極を作製した。
<Manufacturing of negative electrode 2>
As a negative electrode active material, 91 parts by mass of artificial graphite powder containing SiO (manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) was mixed with 9 parts by mass of PVdF, N-methylpyrrolidone was added, and the mixture was mixed with a disperser to form a slurry. This slurry was uniformly applied to one side of a copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and then pressed so that the density of the negative electrode active material was 1.6 g / cm 3 to prepare a negative electrode.

<リチウムイオン電池21の作製>
上記の正極1、負極1、及びポリエチレン製のセパレータを、正極、セパレータ、負極、セパレータ、正極の順に積層して電池要素を作製した。この電池要素をアルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正・負極の端子を突設させながら挿入した後、上記非水系電解液1を袋内に注入し、真空封止を行い、シート状のリチウムイオン電池1を作製した。
このシート状のリチウムイオン電池21を用いて、下記に示す評価を行い、その評価結果を下記表IIIに示した。
<Manufacturing of lithium-ion battery 21>
The positive electrode 1, the negative electrode 1, and the polyethylene separator were laminated in this order of the positive electrode, the separator, the negative electrode, the separator, and the positive electrode to prepare a battery element. After inserting this battery element into a bag made of a laminated film in which both sides of aluminum (thickness 40 μm) are coated with a resin layer while projecting positive and negative terminal terminals, the non-aqueous electrolyte solution 1 is injected into the bag. Then, vacuum sealing was performed to prepare a sheet-shaped lithium ion battery 1.
The sheet-shaped lithium-ion battery 21 was used for the evaluation shown below, and the evaluation results are shown in Table III below.

<サイクル評価試験>
上記で作製したシート状のリチウムイオン電池を、25℃において0.2Cで所定電圧まで定電流-定電圧充電(以下適宜、「CCCV充電」という)した後、0.2Cで3.0Vまで放電する充放電サイクルを100回繰り返した。充電時のカットオフ電流は0.01Cとした。300サイクル後の容量維持率を下記の計算式により求め、その値でサイクル特性の評価をした。この数値が大きいほど電池のサイクル劣化が少ないことを示している。また1回目の充電終了時に電池端子間開路電圧を測定した。
300回サイクル後の容量維持率[%]
=100回目の放電容量[mAh/g]/1回目の放電容量[mAh/g]×100
<Cycle evaluation test>
The sheet-shaped lithium-ion battery produced above is charged at a constant current-constant voltage to a predetermined voltage at 0.2 C at 25 ° C. (hereinafter, appropriately referred to as "CCCV charging"), and then discharged to 3.0 V at 0.2 C. The charging / discharging cycle was repeated 100 times. The cutoff current during charging was 0.01 C. The capacity retention rate after 300 cycles was calculated by the following formula, and the cycle characteristics were evaluated using that value. The larger this value is, the less the cycle deterioration of the battery is. At the end of the first charge, the open circuit voltage between the battery terminals was measured.
Capacity retention rate after 300 cycles [%]
= 100th discharge capacity [mAh / g] / 1st discharge capacity [mAh / g] × 100

<リチウムイオン電池22の作製>
上記リチウムイオン電池21の作製において、非水系電解液に含有する例示化合物1の含有量を1質量%に代えて、0.01質量%とした以外は、リチウムイオン電池21と同様にしてリチウムイオン電池22を作製し、リチウムイオン電池21と同様の評価を行った。
<Manufacturing of lithium-ion battery 22>
In the production of the lithium ion battery 21, lithium ions are produced in the same manner as the lithium ion battery 21 except that the content of the exemplary compound 1 contained in the non-aqueous electrolyte solution is 0.01% by mass instead of 1% by mass. A battery 22 was manufactured and evaluated in the same manner as the lithium ion battery 21.

<リチウムイオン電池23の作製>
上記リチウムイオン電池21の作製において、非水系電解液に含有する例示化合物1の含有量を1質量%に代えて、4.95質量%とした以外は、リチウムイオン電池21と同様にしてリチウムイオン電池23を作製し、リチウムイオン電池21と同様の評価を行った。
<Manufacturing of lithium-ion battery 23>
In the production of the lithium ion battery 21, lithium ions are produced in the same manner as the lithium ion battery 21 except that the content of the exemplary compound 1 contained in the non-aqueous electrolyte solution is 4.95% by mass instead of 1% by mass. A battery 23 was manufactured and evaluated in the same manner as the lithium ion battery 21.

<リチウムイオン電池24の作製>
上記リチウムイオン電池21の作製において、負極1を代えて、負極2とした以外は、リチウムイオン電池21と同様にしてリチウムイオン電池24を作製し、リチウムイオン電池21と同様の評価を行った。
<Manufacturing of lithium-ion battery 24>
In the production of the lithium ion battery 21, the lithium ion battery 24 was produced in the same manner as the lithium ion battery 21 except that the negative electrode 1 was replaced with the negative electrode 2, and the same evaluation as that of the lithium ion battery 21 was performed.

<リチウムイオン電池25の作製>
上記リチウムイオン電池21の作製において、非水電解液1を代えて、非水電解液2とした以外は、リチウムイオン電池21と同様にしてリチウムイオン電池25を作製し、リチウムイオン電池21と同様の評価を行った。
<Manufacturing of lithium-ion battery 25>
In the production of the lithium ion battery 21, the lithium ion battery 25 was produced in the same manner as the lithium ion battery 21 except that the non-aqueous electrolytic solution 1 was replaced with the non-aqueous electrolytic solution 2, and the same as the lithium ion battery 21. Was evaluated.

<リチウムイオン電池26~28の作製>
上記リチウムイオン電池21の作製において、非水系電解液に含有する例示化合物1を各々下記表IIIに対応する化合物に代えた以外は、リチウムイオン電池21と同様にしてリチウムイオン電池26~28を作製し、リチウムイオン電池21と同様の評価を行った。
<Manufacturing of lithium-ion batteries 26-28>
In the production of the lithium ion battery 21, the lithium ion batteries 26 to 28 are produced in the same manner as the lithium ion battery 21 except that the exemplary compound 1 contained in the non-aqueous electrolyte solution is replaced with the compound corresponding to Table III below. Then, the same evaluation as that of the lithium ion battery 21 was performed.

<リチウムイオン電池29~31の作製>
上記リチウムイオン電池21の作製において、非水系電解液に含有する例示化合物1を各々下記表IIIに対応する化合物に代えた以外は、リチウムイオン電池21と同様にしてリチウムイオン電池29~31を作製し、リチウムイオン電池21と同様の評価を行った。
<Manufacturing of lithium-ion batteries 29 to 31>
In the production of the lithium ion battery 21, the lithium ion batteries 29 to 31 are produced in the same manner as the lithium ion battery 21 except that the exemplary compound 1 contained in the non-aqueous electrolyte solution is replaced with the compound corresponding to Table III below. Then, the same evaluation as that of the lithium ion battery 21 was performed.

<リチウムイオン電池32の作製>
上記リチウムイオン電池21の作製において、非水系電解液に含有する例示化合物1の含有量を1質量%に代えて、0.05質量%とした以外は、リチウムイオン電池21と同様にしてリチウムイオン電池32を作製し、リチウムイオン電池21と同様の評価を行った。
<Manufacturing of lithium-ion battery 32>
In the production of the lithium ion battery 21, lithium ions are produced in the same manner as the lithium ion battery 21 except that the content of the exemplary compound 1 contained in the non-aqueous electrolyte solution is 0.05% by mass instead of 1% by mass. A battery 32 was manufactured and evaluated in the same manner as the lithium ion battery 21.

<リチウムイオン電池33の作製>
上記リチウムイオン電池21の作製において、非水系電解液に含有する例示化合物1の含有量を1質量%に代えて、6質量%とした以外は、リチウムイオン電池21と同様にしてリチウムイオン電池33を作製し、リチウムイオン電池21と同様の評価を行った。
<Manufacturing of lithium-ion battery 33>
In the production of the lithium ion battery 21, the lithium ion battery 33 is the same as the lithium ion battery 21 except that the content of the exemplary compound 1 contained in the non-aqueous electrolyte solution is 6% by mass instead of 1% by mass. Was prepared and evaluated in the same manner as the lithium ion battery 21.

Figure 0007074131000017
Figure 0007074131000017

表IIIに示す結果より、本発明のビニルスルホン化合物を用いて作製したリチウムイオン電池は、サイクル特性が向上することが認められる。また、本発明のビニルスルホン化合物を用いた電池21と電池24の比較から分かるように、負極材料にSi原子を含む炭素質材料からなる負極活物質を用いることが電池の容量も高く、さらに本発明のサイクル特性の向上効果を得る上ではより好ましいことを確認した。 From the results shown in Table III, it is confirmed that the lithium ion battery produced by using the vinyl sulfone compound of the present invention has improved cycle characteristics. Further, as can be seen from the comparison between the battery 21 and the battery 24 using the vinyl sulfone compound of the present invention, it is possible to use a negative electrode active material made of a carbonaceous material containing a Si atom as the negative electrode material, and the capacity of the battery is high. It was confirmed that it is more preferable to obtain the effect of improving the cycle characteristics of the present invention.

[実施例4]:初期充放電効率試験
<初期充放電効率試験>
上記のように作製したシート状のリチウムイオン電池を、25℃において、4.2Vまで充電し、3Vまで放電するし、容量が安定するまでコンディショニングを行った。その後、25℃において1.2mAの電流値で4.2Vまで充電、3Vまで放電を繰り返して初期充放電効率試験を行った。このとき、初回放電容量を(i)、2回目の放電容量を(ii)、初回充電容量を(iii)、2回目の充電容量を(iv)としたときの、((i)+(ii))/((iii)+(iv))×100で求められる値を「初期充放電効率」とした。
サイクル試験と同様の構成のリチウムイオン電池を作成し初期充放電効率を算出した。
その評価結果を、表IVに示す。
[Example 4]: Initial charge / discharge efficiency test <Initial charge / discharge efficiency test>
The sheet-shaped lithium ion battery produced as described above was charged to 4.2 V at 25 ° C., discharged to 3 V, and conditioned until the capacity became stable. Then, the initial charge / discharge efficiency test was performed by repeating charging up to 4.2 V at a current value of 1.2 mA at 25 ° C. and discharging up to 3 V. At this time, ((i) + (ii) when the first discharge capacity is (i), the second discharge capacity is (ii), the first charge capacity is (iii), and the second charge capacity is (iv). )) / ((Iii) + (iv)) × 100 was defined as the “initial charge / discharge efficiency”.
A lithium-ion battery having the same configuration as the cycle test was prepared, and the initial charge / discharge efficiency was calculated.
The evaluation results are shown in Table IV.

Figure 0007074131000018
Figure 0007074131000018

表IVに示す結果より、本発明のビニルスルホン化合物を用いて作製したリチウムイオン電池は、初期充放電効率においても向上することが認められる。 From the results shown in Table IV, it is confirmed that the lithium ion battery produced by using the vinyl sulfone compound of the present invention also improves the initial charge / discharge efficiency.

本発明は、非水系溶媒中で長期保存した際の保存安定性に優れ、また、リチウムイオン電池に用いた際に、高温保存試験後の容量の低下を改善することができるビニルスルホン化合物等に利用することができる。 The present invention is a vinyl sulfone compound or the like which is excellent in storage stability when stored for a long period of time in a non-aqueous solvent and can improve the decrease in capacity after a high temperature storage test when used in a lithium ion battery. It can be used.

Claims (15)

下記一般式(I)で表される構造又は下記一般式(IV)で表される構造を有するビニルスルホン化合物。
Figure 0007074131000019
[一般式(I)において、Aは、シクロヘキサン環、ベンゼン環、ピリジン環又はフラン環を表す。Rは、下記一般式(II)又は下記一般式(III)を表す。]
Figure 0007074131000020
[一般式(II)において、Rは、水素原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子若しくはアルキル基で置換されていてもよい、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基又は-NRを表す。R及びRは、アルキル基又はアリール基を表す。-*は、酸素原子との結合を表す。
一般式(III)において、Rは、アルケニル基、アルキニル基、ハロゲン原子で置換
されていてもよい、アルキル基若しくはシクロアルキル基、ハロゲン原子若しくはアルキル基で置換されていてもよい、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基又は-NRを表す。R及びRは、アルキル基又はアリール基を表す。-*は、酸素原子との結合を表す。]
Figure 0007074131000021
[一般式(IV)において、R は、水素原子、アルキル基、ビニルスルホニル基を有するアルキル基、又は、ハロゲン原子を有するアルキル基を表す。R は、前記一般式(I)におけるR と同義である。]
A vinyl sulfone compound having a structure represented by the following general formula (I) or a structure represented by the following general formula (IV) .
Figure 0007074131000019
[In the general formula (I), A represents a cyclohexane ring, a benzene ring, a pyridine ring or a furan ring . R 1 represents the following general formula (II) or the following general formula (III). ]
Figure 0007074131000020
[In the general formula (II), R 2 may be substituted with a hydrogen atom or a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom or an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group. , Aryloxy group or -NR 4 R 5 . R 4 and R 5 represent an alkyl group or an aryl group. -* Represents a bond with an oxygen atom.
In the general formula (III), R 3 may be substituted with an alkenyl group, an alkynyl group, a halogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group, a halogen atom or an alkyl group, an aryl group, Represents an alkoxy group, an aryloxy group or -NR 4 R 5 . R 4 and R 5 represent an alkyl group or an aryl group. -* Represents a bond with an oxygen atom. ]
Figure 0007074131000021
[In the general formula (IV), R 6 represents an alkyl group having a hydrogen atom, an alkyl group, a vinylsulfonyl group, or an alkyl group having a halogen atom. R 1 is synonymous with R 1 in the general formula (I) . ]
前記一般式(IV)で表される構造を有する化合物のRが、水素原子である請求項に記載のビニルスルホン化合物。 The vinyl sulfone compound according to claim 1 , wherein R6 of the compound having a structure represented by the general formula (IV) is a hydrogen atom. 前記一般式(I)において、Rが、前記一般式(II)で表され、
前記一般式(II)において、Rが、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のフッ化アルキル基を表す請求項1又は請求項に記載のビニルスルホン化合物。
In the general formula (I), R 1 is represented by the general formula (II).
The vinyl sulfone compound according to claim 1 or 2 , wherein in the general formula (II), R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
前記一般式(I)において、Rが、前記一般式(II)で表され、
前記一般式(II)において、Rが、炭素数1~3のアルキル基である請求項1から請求項までのいずれか一項に記載のビニルスルホン化合物。
In the general formula (I), R 1 is represented by the general formula (II).
The vinyl sulfone compound according to any one of claims 1 to 3 , wherein R 2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in the general formula (II).
前記一般式(I)において、Rが、一般式(III)で表され、
前記一般式(III)において、Rが、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のフッ化アルキル基を表す請求項1又は請求項に記載のビニルスルホン化合物。
In the general formula (I), R 1 is represented by the general formula (III).
The vinyl sulfone compound according to claim 1 or 2 , wherein in the general formula (III), R 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
前記一般式(I)で表される構造を有する化合物が、リチウムイオン電池用電解液に添加される材料である請求項1から請求項までのいずれか一項に記載のビニルスルホン化合物。 The vinyl sulfone compound according to any one of claims 1 to 5 , wherein the compound having the structure represented by the general formula (I) is a material added to the electrolytic solution for a lithium ion battery. 請求項1から請求項までのいずれか一項に記載のビニルスルホン化合物を含有するリチウムイオン電池用電解液。 An electrolytic solution for a lithium ion battery containing the vinyl sulfone compound according to any one of claims 1 to 6 . 鎖状カーボネート、環状カーボネートのカーボネートを少なくとも1種以上含有する請求項に記載のリチウムイオン電池用電解液。 The electrolytic solution for a lithium ion battery according to claim 7 , which contains at least one of a chain carbonate and a cyclic carbonate carbonate. 前記ビニルスルホン化合物の含有量が、電解液全量に対し0.01~5.0質量%の範囲内である請求項又は請求項に記載のリチウムイオン電池用電解液。 The electrolytic solution for a lithium ion battery according to claim 7 or 8 , wherein the content of the vinyl sulfone compound is in the range of 0.01 to 5.0% by mass with respect to the total amount of the electrolytic solution. 請求項1から請求項までのいずれか一項に記載のビニルスルホン化合物を電解液に含有するリチウムイオン電池。 A lithium ion battery containing the vinyl sulfone compound according to any one of claims 1 to 6 in an electrolytic solution. 炭素質材料である天然黒鉛又は人造黒鉛を含む活物質からなる負極を有する請求項10に記載のリチウムイオン電池。 The lithium ion battery according to claim 10 , further comprising a negative electrode made of an active material containing natural graphite or artificial graphite which is a carbonaceous material. Si原子、Sn原子及びPb原子よりなる群から選ばれる少なくとも1種の原子を含有する炭素質材料活物質からなる負極を有する請求項10又は請求項11に記載のリチウムイオン電池。 The lithium ion battery according to claim 10 or 11 , further comprising a negative electrode made of a carbonaceous material active material containing at least one atom selected from the group consisting of Si atom, Sn atom and Pb atom. Si原子を含有する炭素質材料活物質からなる負極を有する請求項12に記載のリチウムイオン電池。 The lithium ion battery according to claim 12 , which has a negative electrode made of a carbonaceous material active material containing a Si atom. リチウム遷移金属複合酸化物又はリチウム含有遷移金属リン酸化合物のいずれか1種を含む活物質からなる正極を有する請求項10から請求項13までのいずれか一項に記載のリチウムイオン電池。 The lithium ion battery according to any one of claims 10 to 13 , which has a positive electrode made of an active material containing any one of a lithium transition metal composite oxide and a lithium-containing transition metal phosphoric acid compound. リチウム遷移金属複合酸化物を含む活物質からなる正極を有する請求項14に記載のリチウムイオン電池。 The lithium ion battery according to claim 14 , further comprising a positive electrode made of an active material containing a lithium transition metal composite oxide.
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